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硬质合金钻

岩心钻探所使用的钻头

硬质合金钻是岩心钻探所使用的一种钻头。钢质的圆筒状钻头体上因镶焊有碳化钨的硬质合金切削具而得名。硬质合金切削具的形状和其在钻头上镶焊的数量,排列方式、镶焊角度的不同,称为底出刃、内出刃和外出刃,以保证有通水和排粉的间隙。钻头体的上部是丝扣连接岩心管,钻头体侧部开有水槽,底部唇面上亦开有水口。水槽和水口都是保证冲洗液的流通,达到排除岩粉和冷却钻头的作用。钻进粘土层和页岩地层时为了加大间隙,在硬质合金钻头的内外侧壁焊上肋骨,称肋骨式钻头。在研磨性高的硬地层可以使用针状硬质合金自磨式钻头。一般硬合金钻头钻进岩石可钻性为Ⅱ一Ⅶ级的地层；针状硬质合金钻头可钻进Ⅵ一Ⅷ级岩石。

加工精度
选用硬质合金钻头时，首先需要考虑钻削加工的尺寸精度要求。一般来说，被加工孔径越小，其公差也越小。因此，钻头制造商通常根据被加工孔的名义直径尺寸对钻头进行分类。在上述四种类型的硬质合金钻头中，整体硬质合金钻头的加工精度最高(φ10mm整体硬质合金钻头的公差范围为0~0.03mm)，因此它是加工高精度孔的最佳选择；焊接式硬质合金钻头或可更换硬质合金齿冠钻头的公差范围为0~0.07mm，比较适合一般精度要求的孔加工；安装硬质合金可转位刀片的钻头比较适合重载粗加工，虽然它的加工成本通常低于其它几种钻头，但其加工精度也比较低，公差范围为0~0.3mm(取决于钻头的长径比)，因此它一般用于精度要求不高的孔加工，或者通过换装镗刀片完成孔的精加工。
加工稳定性
除了考虑钻孔精度要求外，选择钻头时还需考虑加工机床的稳定性。机床稳定性对于钻头的安全使用寿命和钻孔精度至关重要，因此需要仔细检验机床主轴、夹具及附件的工作状态。此外，还应考虑钻头自身的稳定性。例如，整体硬质合金钻头刚性最好，因此可达到很高的加工精度。而硬质合金可转位刀片钻头的结构稳定性较差，容易发生偏斜。这种钻头上安装了两片可转位刀片，其中内刀片用于加工孔的中心部分，外刀片则加工从内刀片至外径处的外缘部分。由于在加工初始阶段只有内刀片进入切削，钻头处于不稳定状态，极易引起钻体偏斜，且钻头越长，偏斜量越大。因此，在使用长度超过4D的硬质合金可转位刀片钻头进行钻削加工时，在开始钻进阶段时应适当减小进给量，进入稳定切削阶段后再将进给率提高到正常水平。焊接式硬质合金钻头和可更换硬质合金齿冠钻头是由两条对称切削刃组成可自定心的几何刃型，这种具有高稳定性的切削刃设计使其在切入工件时不需要减小进给率，只有当钻头倾斜安装与工件表面成一定倾角切入时例外，此时建议在钻入、钻出时将进给率减小30%~50%。由于此类钻头的钢制钻体可产生微小变形，因此非常适合用于车床加工；而整体硬质合金钻头由于脆性较大，用于车床加工时较易折断，尤其当钻头定心状况不佳时更是如此。
种类
（1）整体硬质合金钻头
整体硬质合金钻头适于在先进的加工中心上使用。这种钻头采用细颗粒硬质合金材料制造，为延长使用寿命，还进行了TiAlN涂层处理，专门设计的几何刃型使钻头具有自定心功能，在钻削大多数工件材料时具备良好的切屑控制及排屑性能。该钻头的自定心功能和严格控制的制造精度可确保孔的钻削质量，钻削后不需再进行后续精加工。
（2）硬质合金可转位刀片钻头
安装硬质合金可转位刀片的钻头可加工孔径范围很广，加工深度范围为2D～5D（D为孔径），可应用于车床和其它旋转加工机床。
（3）焊接式硬质合金钻头
焊接式硬质合金钻头是在钢制钻体上牢固焊接一个硬质合金齿冠制成。这种钻头采用自定心几何刃型，切削力小，对大多数工件材料均可实现良好的切屑控制，加工出的孔表面光洁度好，尺寸精度和定位精度都很高，不必再进行后续精加工。该钻头采用内冷却方式，可用于加工中心、CNC车床或其它高刚性、高转速机床。
（4）可更换硬质合金齿冠钻头
可更换硬质合金齿冠钻头是新一代钻削刀具。由钢制钻体和可更换的整体硬质合金齿冠组合而成，与焊接式硬质合金钻头相比，其加工精度不相上下，但由于齿冠可更换，因此可降低加工成本，提高钻削生产率。这种钻头可获得精确的孔径尺寸增量并具有自定心功能，因此孔径加工精度很高。
用途与特点
1.能适合较复杂材质的钻孔，可选择较高的切削速度。
2.精选合金钻头专用的高性能合金刀片，有效减少崩刀，保持良好的耐磨性。
3.多层几何切削端刃，提高排泄性能，保持较小的切削阻力。
4.除常用的直角柄外，备有多种柄型，适合多种钻机，钻床配用。
5.适用于钻削很硬的材料，如高锰刚和淬硬刚，也适于高速钻削铸铁。
6.具有毛刺，光洁度高，精度好。
牌号
YG3X (K01)硬度≥91.5在钨钴钛合金中耐磨性最好，但冲击韧性较差，适于铸铁有色金属及其合金，碎火钢，合金钢小切面的高速精加工。
YG3 (K05)硬度≥90.5 耐磨性仅次于YG3X，对冲击和震动较敏感，适于铸铁有色金属及其合金连续切削时的精车半精车，精车螺纹与扩孔。
YG6A(K10)硬度≥91.5 属细颗粒合金，耐磨性好，适于冷硬铸铁，有色金属及其合金的半精加工，亦适于碎火钢合金钢的半精加工及精加工。
YG6 (K15K20)硬度≥90耐磨性较高，但低于YG3，抗冲击和震动比YG3X为好。适于铸铁，有色金属及合金，非金属材料中等切削速度的半精加工和精加工。
YG8 (K30)硬度≥89.5使用强度高，抗冲击，抗震性较YG6好，但耐磨性和允许的切削速度较低。适于铸铁，有色金属及合金，非金属材料低速粗加工。
K0型：用于镶制于一字型硬质合金钎片（24.26.28.30.32.34.36.38.40.42）。
T3型：用于镶制旋转钻进岩层的合金钻头（T308、T310、T313）。
T1型：用于镶制于旋转钻进中硬岩层钻头（T105、T108、T110）。
k1型用于镶制十字型和x子型硬质合金钎头（K117.K119.K120.K122.K124.K12）。
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