Коронки с резцами из твердого сплава (твердосплавные коронки)
Твердый сплав и формы резцов для твердосплавных коронок.
Материал, из которого изготавливаются резцы буровых коронок, должен обладать, прежде всего, повышенной твердостью и соответственной износостойкостью, а также высокой прочностью на сжатие и на изгиб и быть не очень дорогим. Таким требованиям отвечает широко распространенный металлокерамический вольфрамокобальтовый твердый сплав, обозначаемый индексом ВК, (ранее он назывался «Победит»). В некоторых учебниках и справочниках употребляется термин "спеченный сплав", на наш взгляд правильнее термин «металлокерамический». Кстати термин «сплав» здесь применяется условно, поскольку металлокерамика не сплав, а состоит из твердых зерен карбида вольфрама связанных расплавленным кобальтом. Зерна карбида вольфрама обладают высокой твердостью и износостойкостью, а кобальт, связывая зерна, придает «сплаву» прочность и упругость. Количество кобальта в процентах определяет марку сплава - чем меньше кобальта (и соответственно больше твердых зерен вольфрама), тем слав тверже, но и менее прочен на скол. Выпускаются сплавы от ВК3 до ВК25. Для условий бурения, где важны как твердость и износостойкость, так и прочность применяют сплавы ВК6 и ВК8. Эти сплавы имеют твердость по НRC ≈ 88 и предел прочности при изгибе ≈ 1400 – 1600 МПа.
Еще одно очень важное для бурового инструмента свойство – теплопроводность и теплостойкость. Хотя в некоторых источниках утверждается, что твердый сплав обладает хорошей теплопроводностью, это не совсем так - его теплопроводность в 3 – 4 раза ниже теплопроводности алмаза и при высоких скоростях вращения коронки в твердых породах рабочая кромка резца раскаляется за счет трения, не успевает охлаждаться и «сгорает». С ростом температуры прочность и износостойкость резко снижаются за счет плавления более легкоплавкого кобальта. Существует «критическая температура», при которой катастрофически возрастает износ – для ВК6 она ≈ 600о С. Зависимости интенсивности изнашивания твердосплавных резцов от параметров режима бурения, вызывающих тепло за счет трения (окружной скорости и осевой нагрузки) показаны на рис. 17 а и б.
а б
Рис. 17.
Для бурения в различных породах от I до VIII категорий по буримости, малоабразивных и абразивных, монолитных и трещиноватых применяются различные типы и конструкции коронок с твердосплавными резцами – 12 разновидностей. Соответственно для армирования коронок применяются различные формы пластинок твердого сплава, приведенные в табл. 2
Таблица 2.
| Шифр | Форма и размеры пластины | В каких коронках применяются | ||||
| Г5303 |  | |||||
| 247/3 |   | М5 | ||||
| Г5107 |   | СМ4, СТ2. | ||||
| Г5108 |
 | СМ5, СМ6, СА4, СТ2 | ||||
| Г5106 |   | СА5, СА6 | ||||
| Г5109 |
  Наши рекомендации |