ข้อดีและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีหลังการรักษาพื้นผิวสำหรับกระดุมซีเมนต์คาร์ไบด์

I. ข้อดีของการปรับสภาพพื้นผิวสำหรับกระดุมซีเมนต์คาร์ไบด์

ในระหว่างการขุดเจาะด้วยดอกสว่าน Down-the-Hole (DTH) ที่มีความแข็งสูง (ค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งของหิน f = 14-16 และการก่อตัวของหินที่มีการเสียดสีสูง ปุ่มซีเมนต์คาร์ไบด์จะต้องรับแรงกระแทกอย่างรุนแรง การตัด และการสึกหรอจากการเสียดสีที่เกิดจากหินแข็งอย่างต่อเนื่อง

โดยทั่วไปแล้วกระบวนการผลิตทั่วไปจะส่งผลให้ปุ่มคาร์ไบด์มีสภาวะความเค้นพื้นผิวที่ไม่เอื้ออำนวย มีความหนาแน่นของชั้นพื้นผิวไม่เพียงพอ และความเหนียวแตกหักค่อนข้างต่ำ ภายใต้การโหลดแบบวนอย่างต่อเนื่อง รอยแตกขนาดเล็กจะเริ่มต้นและแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว นำไปสู่โหมดความล้มเหลว เช่น การบิ่นของปุ่ม การแตกหัก และการสึกหรอที่มากเกินไป ซึ่งท้ายที่สุดส่งผลให้ดอกสว่าน DTH เสียหายก่อนเวลาอันควร การเปลี่ยนบิตบ่อยครั้งไม่เพียงเพิ่มต้นทุนสิ้นเปลืองสำหรับการดำเนินการขุดอย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังส่งผลเสียต่อความต่อเนื่องในการผลิตและประสิทธิภาพการดำเนินงานอีกด้วย

แตกต่างจากวิธีการทั่วไปที่มุ่งเน้นไปที่การปรับองค์ประกอบคาร์ไบด์ให้เหมาะสมที่สุดหรือการปรับพารามิเตอร์การเผาผนึก ซึ่งมักจะให้การปรับปรุงประสิทธิภาพที่จำกัด เทคโนโลยีหลังการบำบัดพื้นผิวจะช่วยเพิ่มโครงสร้างจุลภาคและสถานะความเค้นของชั้นพื้นผิวผ่านการเปลี่ยนรูปพลาสติกของพื้นผิวเชิงกล ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและการแตกหักของปุ่มซีเมนต์คาร์ไบด์โดยพื้นฐาน

ข้อดีที่สำคัญมีดังนี้:

(1) การเพิ่มประสิทธิภาพโดยไม่ต้องเปลี่ยนวัสดุพื้นผิว

กระบวนการนี้ไม่จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนองค์ประกอบของซับสเตรตคาร์ไบด์ ในทางกลับกัน การปรับปรุงประสิทธิภาพที่สำคัญทำได้โดยการเสริมความแข็งแกร่งทางกลของชั้นผิว

(2) การเพิ่มประสิทธิภาพของสถานะความเค้นพื้นผิว

ชั้นความเค้นอัดที่เหลือที่มีความเสถียรถูกนำมาใช้เพื่อชดเชยความเค้นดึงสลับที่เกิดขึ้นระหว่างการขุดเจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งนี้จะยับยั้งการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกขนาดเล็กบนพื้นผิว เพิ่มความต้านทานต่อแรงกระแทกจากความเมื่อยล้า และลดความเสี่ยงของการแตกหักแบบเปราะภายใต้แรงกระแทกทันที

(3) เพิ่มความแข็งของพื้นผิวและความต้านทานการสึกหรอ

การเสริมความแข็งแกร่งทางกลทำให้โครงสร้างพื้นผิวที่ค่อนข้างเป็นรูพรุนของปุ่มคาร์ไบด์หนาแน่นขึ้น ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงโครงสร้างเม็ดคาร์ไบด์ ดังนั้นจึงสร้างชั้นพื้นผิวที่มีความแข็งสูงและมีความหนาแน่นสูง พร้อมความต้านทานการสึกหรอและการกัดเซาะที่เหนือกว่า

(4) ปรับปรุงความเหนียวแตกหัก (KIC)

การเสริมความแข็งแกร่งทางกลซ่อมแซมข้อบกพร่องพื้นผิวขนาดเล็กมาก ปรับสนามความเค้นพื้นผิวให้เหมาะสม และลดปลายรอยแตกร้าว ยับยั้งการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงความทนทานต่อการแตกหัก (KIC) ของปุ่มซีเมนต์คาร์ไบด์อย่างมีนัยสำคัญ


ครั้งที่สอง การทดสอบเปรียบเทียบ

1. เงื่อนไขการทดสอบ

การทดสอบภาคสนามดำเนินการที่เหมืองทังสเตน-โมลิบดีนัมขนาดใหญ่ในประเทศ เนื้อแร่ประกอบด้วยแร่ทังสเตน-โมลิบดีนัมแข็งที่มีความหนาแน่นและแข็ง โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ความแข็งของหินที่ f = 14-16 โครงสร้างดังกล่าวมีความสมบูรณ์เป็นเลิศและมีความสามารถในการเสียดสีสูงมาก แสดงถึงสภาพแวดล้อมการขุดเจาะที่มีความต้องการมากที่สุดแห่งหนึ่งและการสึกหรอของดอกสว่านอย่างรุนแรง

2. ผลการทดสอบ

การประมวลผลภายหลังซีเมนต์คาร์ไบด์:

เมื่อเปรียบเทียบกับซีเมนต์คาร์ไบด์มาตรฐาน คาร์ไบด์หลังการประมวลผลจะมีอายุการใช้งานของดอกสว่านโดยรวมเพิ่มขึ้น 10% ประสิทธิภาพการเจาะที่เสถียรยิ่งขึ้น ประสิทธิภาพการเจาะที่สูงขึ้น และอัตราการแตกหักของปุ่มลดลง 20%

III. บทสรุป

เทคโนโลยีหลังการปรับสภาพพื้นผิวช่วยเพิ่มชั้นพื้นผิวของปุ่มซีเมนต์คาร์ไบด์ผ่านการเสริมความแข็งแรงเชิงกลและการเปลี่ยนรูปพลาสติก เพิ่มประสิทธิภาพทั้งคุณสมบัติทางกลและสถานะความเค้นพื้นผิวอย่างมีประสิทธิภาพ เป็นผลให้ความต้านทานการสึกหรอและความเหนียวทนแรงกระแทกของปุ่มดอกสว่านคาร์ไบด์ DTH ได้รับการปรับปรุงโดยพื้นฐาน โดยจัดการกับกลไกความล้มเหลวหลักที่เกิดจากการสึกหรออย่างรวดเร็วและการแตกหักของปุ่มที่พบในการก่อตัวของหินที่มีความแข็งสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ