Hogyan készül az üreges fúróacél kőzetfúró szerszámokhoz

Az üreges fúróacél a kiindulóanyaga számos hidraulikus fúrórúdnak, amelyeket bányászatban, alagútfúrásban, kőfejtésben és építőipari fúrásokban használnak. Bár hasonlít egy acélcsőre, sokkal szigorúbb követelményeknek kell megfelelnie, mint a hagyományos csöveknek.

Egy hidraulikus fúrórúdnak nagyfrekvenciás ütési energiát és forgást kell továbbítania a kőzetfúróról a fúrófejre. Ugyanakkor a belső öblítőfurata levegőt vagy vizet szállít a fúrófelületre, segítve a kőzetforgács eltávolítását. Az ütésterhelés, a forgás, az abrazív kopás és a belső folyadékáramlás kombinációja elengedhetetlenné teszi az anyagminőséget.

Ha az üreges fúróacél egyenessége rossz, zárványai túlzottak, mechanikai tulajdonságai gyengék, vagy méretei nem egyformák, a végső fúrórúd kifáradásos meghibásodást, menetkárosodást, gyenge energiaátadást vagy túlzott fúrólyuk-eltérést szenvedhet. Emiatt az üreges fúróacél gyártása egy ellenőrzött kohászati ​​és hengerlési folyamat, amely jóval a rúd megmunkálása előtt megkezdődik.

1. A nyersanyag-ellenőrzés a selejtszelekcióval kezdődik

Az üreges fúróacél minősége az alapanyagok kiválasztásával kezdődik. Az acélgyártók gondosan ellenőrzik az olvasztási folyamatban felhasznált hulladékot. A hulladékot típus és összetétel szerint kell válogatni, és el kell távolítani a túlzott nehézfémeket vagy káros maradékelemeket tartalmazó anyagokat.

Ez azért fontos, mert a maradék elemek befolyásolhatják a szívósságot, a kifáradási teljesítményt, a hegeszthetőséget, a hőkezelési választ és a hosszú távú élettartamot. Már kis mennyiségű nemkívánatos elem is problémákat okozhat, ha a fúrórúd ismételt ütésterhelésnek van kitéve.

A prémium üreges fúróacél esetében az acélgyártók a gyártás során a nemfémes zárványokat és a gáztartalmat is szabályozzák. A zárványok apró részecskék, amelyek az acélmátrixba csapdába esnek. Ha túl nagyok vagy túl sok van belőlük, feszültségkoncentrációs pontokká válhatnak, és repedéseket okozhatnak a fúrás során.

A forráscikk referenciaértékeket ad meg a svéd üreges fúróacélra vonatkozóan, beleértve a 0,5 alatti oxidzárvány-arányt és a 0,056% alatti gáztartalmat. Ezeket az értékeket műszaki referenciákként, nem pedig univerzális előírásokként kell értelmezni. Minden gyártónak meg kell határoznia a saját anyagszabványait az acélminőség, a tervezett alkalmazás, az ügyfél követelményei és az alkalmazandó minőségbiztosítási rendszer alapján.

2. Acélgyártás és finomítás

A hulladékválogatás után az anyag belép az acélgyártási folyamatba. Az ötvözött acél gyártásához gyakran elektromos ívkemencében olvasztják. Az olvadt acélt ezután finomítják a kémiai szabályozás javítása és a szennyeződések csökkentése érdekében.

A másodlagos finomítás magában foglalhatja az üstkemencés kezelést és a vákuumos gáztalanítást. Az üstfinomítás lehetővé teszi a gyártó számára az ötvözet összetételének, hőmérsékletének és tisztaságának beállítását. A vákuumos gáztalanítás segít eltávolítani az oldott gázokat, például a hidrogént és a nitrogént, amelyek túlzott mértékű jelenlét esetén ronthatják az acél minőségét.

Az olvasztás és finomítás során alkalmazott gondos ellenőrzés egyenletesebb acélösszetételt eredményez. Ez azért elengedhetetlen, mert az üreges fúróacélnak következetesen kell reagálnia a későbbi fázisokban, például a kovácsolás, hengerlés, megmunkálás, karbonizálás, indukciós edzés és sörétezés során.

Finomítás után az acélt folyamatosan négyzet alakú bugákká öntik. A folyamatos öntést szabályozni kell a szétválás, a belső hibák és a felületi tökéletlenségek csökkentése érdekében. A buga az üreges acélhengerlési folyamat kiindulóformája.

3. Tuskó előkészítése és lyukasztása

Hengerlés előtt a folyamatosan öntött négyzet alakú tuskókat megtisztítják a felületi hibáktól. A tiszta tuskófelület segít megakadályozni, hogy hibák hengereljenek a kész anyagba.

A tuskót ezután egy sor alakítási szakaszon dolgozzák fel. Az általános sorrend magában foglalhatja a durva hengerlést, a tuskó kinyitását és a kerek tuskóvá alakítását. A külső felületet a középső furat létrehozása előtt hámozhatják vagy kondicionálhatják.

Egy központi lyukat fúrnak a kerek tuskóba, és egy nagy szilárdságú ötvözött acél tüskét helyeznek bele. A tüske kritikus szerepet játszik, mivel meghatározza a belső öblítőfuratot a későbbi hengerlés során.

Ennek a lépésnek a pontossága fontos. A furatnak középen és egyenletesen kell elhelyezkednie, míg a körülötte lévő acélnak megfelelő falvastagságot és szerkezeti integritást kell biztosítania. A középponttól eltérő furat egyenetlen falvastagságot, kiegyensúlyozatlanságot okozhat forgás közben, és csökkentheti a fúrórúd kifáradási teljesítményét.

4. Speciális üreges acélhengerlés

A tüske behelyezése után a bugát újra felmelegítik és egy erre a célra szolgáló üreges acélhengerműben hengerelik. Ez a hengerlési folyamat csökkenti a külső átmérőt, kialakítja a kívánt profilt, és kialakítja a belső öblítőfuratot a tüske körül.

Az üreges fúróacélok a fúrórúd kialakításától függően különböző külső profilokkal gyárthatók. Gyakori formák a kerek, hatszögletű és egyéb speciális geometriák. A végső profilnak meg kell felelnie a mérettűréseknek, amelyek támogatják a későbbi megmunkálást és csatlakozási tervezést.

Az acélt ezután szabályozott módon lehűtik, gyakran lépcsőzetes hűtőágy segítségével. A hűtési sebesség befolyásolhatja a mikroszerkezetet, a maradékfeszültséget, az egyenességet és a mechanikai tulajdonságokat. A szabályozott hűtés ezért a teljes minőségbiztosítási rendszer része, nem csupán egy várakozási szakasz.

Lehűlés után hidraulikus berendezés húzza ki a tüskét az acélból. A termék ezután online ellenőrzésre, méretre vágásra és precíziós simításra kerül.

5. Ellenőrzési és méretezési követelmények

A kész üreges fúróacélt a fúrórúdgyártóhoz való szállítás előtt ellenőrzik. A fontos ellenőrzések a következők lehetnek:

• Külső átmérő és profilméretek

• Belső öblítőfurat átmérője és koncentricitása

• Egyenesség

• Felületi minőség

• Falvastagság konzisztenciája

• Mechanikai tulajdonságok

• Dekarbonizáció külső és belső felületeken

• Bevonatszint és anyagtisztaság

A dekarbonizáció külön figyelmet érdemel. Akkor következik be, amikor a hevítés során az acél felületéről szén távozik. A túlzott dekarbonizáció csökkentheti a felületi keménységet és gyengítheti az anyag kopásállóságát hőkezelés után.

Fúrórúd alkalmazásoknál mind a külső felületnek, mind az öblítőfurat belső falának meg kell felelnie a szabályozott dekarbonizációs követelményeknek. A belső fal azért fontos, mert üzem közben nagy sebességű öblítőközegnek és abrazív fúróforgácsnak van kitéve.

6. Korrózióvédelem és szállítás

A befejező munka után az üreges fúróacél bevonható korrózióvédő anyaggal. Az öblítőfurat védő műanyag dugóval is ellátható, hogy megakadályozza a szennyeződés és a nedvesség bejutását szállítás és tárolás közben.

Ezek az óvintézkedések segítenek megőrizni az anyagminőséget a fúrórúd gyártási szakasza előtt. A korrózió, a szennyeződés vagy a nedvesség az öblítőfuratban később feldolgozási problémákat okozhat, és befolyásolhatja a végtermék megbízhatóságát.

Az üreges acélt ezután fúrórúdgyártóknak szállítják, ahol további egyengetésen, menetgyártáson, dörzshegesztésen vagy szükség esetén véghajlításon, megmunkáláson, hőkezelésen, sörétezésen, végső ellenőrzésen és csomagoláson esik át.

Miért fontos az üreges fúróacél minősége a terepen?

A kiváló minőségű üreges fúróacél lehetővé teszi a fúrórudak gyártását, amelyek jobb fáradási szilárdsággal, kopásállósággal és méretpontossággal rendelkeznek. Ez segíthet a vállalkozóknak egyenesebb furatokat fúrni, stabil behatolási sebességet fenntartani, és csökkenteni a rudak meghibásodása miatti állásidőt.

A hidraulikus fúrórúd végső teljesítménye a teljes gyártási lánctól függ. A jó megmunkálás és hőkezelés nem tudja teljes mértékben kompenzálni az acél gyenge tisztaságát, a gyenge mechanikai tulajdonságokat vagy a kiindulási anyag inkonzisztens geometriáját.

Emiatt a megbízható kőzetfúró szerszámgyártók az üreges fúróacélt stratégiai anyagként, nem pedig árucikként kezelik. A kohászat, a hengerlés, az ellenőrzés és a kidolgozás szabályozásával erősebb alapot teremtenek a megbízható fúrási teljesítményhez.