Породоруйнівний інструмент

Породоруйнівний інструмент, що містить корпус і закріплені на ньому ріжучі твердосплавні пластини, виконані у вигляді основи і робочого шару, причому вміст зв'язки робочого шару зростає по товщині в напрямку його зовнішньої поверхні, який відрізняє ться тим, що зв'язку робочого шару виконано з нікелю та кобальту, співвідношення яких зменшується від зовнішньої поверхні до основи від 0,1-0,5 до значень, що не перевищують 0,01. (19) (21) 2000020549 (22) 01.02.2000 (24) 16.04.2001 (33) UA (46) 16.04.2001, Бюл. № 3, 2001 р. (72) Красник В'ячеслав Григорович, Свєшніков Ігор Аркадійович, Лисовський Анатолій Феліксович, Касьянов Володимир Валентинович, Тулуб Ігор Борисович (73) Красник В'ячеслав Григорович 36724 мас.% WC), у контакт з нікель-кобальтовим розплавом. Товщин у робочого шару 3 і співвідношення нікель-кобальту у зв'язці по товщині робочого шару 3 задавали часом витримки з нікелькобальтовим розплавом при 1350°С. Час витримки знаходили, виходячи з попередньо отриманих кінетичних закономірностей процесу масопереносу нікель-кобальтового розплаву в об'єм твердосплавного композиту. Час контакту ріжучих твердосплавних пластин 2-3 з розплавом змінювали від 30 до 300 с. Робота даного породоруйнівного інструменту здійснювалась на прикладі створення анкерного кріплення, при цьому проводилось буріння анкерних шп урів діаметром 32 мм, довжиною 2,4 м. В процесі буріння на породоруйнівний інструмент передається осьова нагрузка 4000 Н і обертальний момент, під дією яких високостійкі ріжучі твердосплавні пластини 2-3 руйнують породу. Проведені випробування породоруйнівного інструменту дозволили прийти до висновку, що тільки при запропонованих співвідношеннях зв'язки нікель-кобальт в робочому шарі 3 твердосплавних ріжучих пластин 2-3 стає можливим вирішити поставлену задачу, що доводиться результатами випробувань, зведених у таблицю. Ці результати було отримано внаслідок проведених нами експериментів з дослідження тріщиностійкості (К1С) робочого шару інструменту згідно з ГОСТ 25506-85, а також втомної міцності (Kth, Kfc) на пристрої та за методикою, описаною в роботі A.F. Lisovsky, T.E. Gracheva and V.N. Kulakovsky. Composition and Properties of (Ti,W)C-WC-CО sintered Carbides Alloyed by MMI-process / International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 1995, vol. 13, pp. 379-383. Випробування були проведені при резонансній частоті 280-330 Гц в умовах асиметричного циклу. Випробування були проведені при базі 400000 циклів. Результати випробувань були представлені на діаграмі в координатах швидкість росту втомної тріщини (lg V) - коефіцієнт інтенсивності напруги (К1). Із діаграми було визначено пороговий коефіцієнт інтенсивності напруги Кth та критичний коефіцієнт інтенсивності напруги Kfc. При цьому було виготовлено також ріжучі твердосплавні пластини 2-3 при граничних значеннях співвідношень компонентів зв'язки Ni/Co (приклади 2-5) згідно з винаходом та за їх межами (приклади 6-8), а також за тих самих умов ви готовлення - за прототипом (приклад 9). Як видно з таблиці, використання даного винаходу дає можливість підвищити тріщиностійкість в 1,3 рази, а втомну міцність (пороговий коефіцієнт інтенсивності напруги та критичний коефіцієнт інтенсивності напруги) орієнтовно в 1,4 рази порівняно з прототипом. Таблиця Втомна міцність МПа м0,5 6,00 Тріщиностійкість К1С, МПа м0,5 Співвідношення Ni/Со на поверхні спряження шару і основі (мас. %) 9 Вміст Со на поверхні спряження шару і основі (мас. %) 4,60 5,45 4,00 4,60 4,60 5,71 3,75 4,60 Вміст Ni на поверхні спряження шару і основі (мас. %) Вміст Co на зовнішній поверхні (мас. %) 1,40 0,55 2,00 1,40 1,40 0,29 2,25 1,40 № п/п Показники ефективності Співвідношення Ni/Co на зовнішній поверхні Вміст Ni на зовнішній поверхні (мас. %) Породоруйнівний інструмент, що пропонується 1 2 3 4 5 6 7 8 Породоруйнівний інструмент за прототипом Об`єкт захисту Параметри інструменту Kth 0,3 0,1 0,5 0,3 0,3 0,05 0,6 0,3 0,03 0,03 0,03 0,03 0,06 0,03 0,03 0,12 5,97 5,97 5,97 5,97 5,94 5,97 5,97 5,88 0,005 0,005 0,005 0,005 0,01 0,005 0,005 0,02 18,0 16,9 17,4 16,3 16,5 14,8 15,2 15,0 9,5 8,9 9,1 8,1 8,3 7,2 7,8 7,5 14,0 13,7 13,3 12,0 12,5 10,8 11,6 11,3 6,00 14,0 6,9 10,6 2 Kfc 36724 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3