قضيب الحفر هو مصطلح شائع في الآلات والصناعات التحويلية. يمكنك استخدام قضبان الحفر لتصنيع أدوات متنوعة مثل القواطع ، وأدوات العمل على الساخن ، وأجزاء الماكينة ، واللكمات ، والملفات ، والمزيد. لكن هل نعرف كيف نختار قضيب الحفر المناسب لاحتياجاتنا؟
تتمايز قضبان الحفر من حيث المتانة ، والمتانة ، ومقاومة درجات الحرارة ، والتطبيقات. مع وجود العديد من درجات وأنواع المواد المختلفة للاختيار من بينها ، كيف يمكننا ضمان اختيار قضيب الحفر الصحيح؟
هذا هو المكان الذي نأتي إليه - هذا هو الدليل الوحيد الذي ستحتاج إليه على الإطلاق لحفر القضبان واستخداماتها وتطبيقاتها. هذا الدليل مناسب للمبتدئين وكذلك المحترفين في الصناعة.
دعونا نرى بعض الأسئلة الأكثر شيوعًا حول موضوع قضبان الحفر!
ما هو الحفر؟
ببساطة ، قضيب الحفر عبارة عن قطعة فولاذية أطول من فولاذ أداة سهل التشكيل والتي يمكنك استخدامها للتشغيل الآلي لإنتاج أدوات وأجزاء مختلفة.
عادةً ما تكون قضبان الحفر مستديرة. ومع ذلك ، هناك بعض الصناديق المربعة ، مثل الكرات المربعة التي ستراها أدناه. تكون قضبان الحفر بشكل عام ناعمة بما يكفي لتشكيلها في شكلها النهائي.
تحتاج قضبان الحفر إلى سطح نظيف وسلس. عادة ما نستخدمها لتصنيعها بهذه الطريقة طحن دقيق.
ما هو استخدام قضيب الحفر؟
قضبان الحفر لها العديد من التطبيقات المختلفة. عادةً ما يستخدم المنتجون قضبان الحفر لتصنيع لقم الثقب ، والأعمدة ، ودبابيس وتد ، وموسعات الثقوب ، واللكمات ، والصنابير ، والمطارق ، والملفات ، وأدوات القطع ، وأدوات العمل على الساخن ، إلخ.
تعد الدرجات المختلفة من قضبان الحفر هي الأنسب لاستخدامات محددة. علي سبيل المثال:
- W1 مناسب لأدوات العمل على البارد ، والأدوات المحمولة باليد ، وأدوات القطع ، واللكمات ، والقوالب ، وما إلى ذلك ؛
- درجة O1 هي الأفضل لللكمات والقوالب والعدادات ؛
- يمكن أن يكون A2 و D2 مناسبين للمواقد ، واللفائف ، والمخرش ، وقوالب النقش ، واللكمات ، والقوالب ، وما إلى ذلك ؛
- يعتبر S7 gade مثاليًا للدبابيس القابلة للنزع ، ودبابيس الانجراف ، والطوابع ، والمقابض ، وأدوات المسار ، ومجموعات الأنهار ، والمغياض ، وقواطع الأنابيب الدائرية ، والمزيد ؛
- H13 (أو V44) مناسب لأدوات العمل على الساخن ، والقوالب البلاستيكية ، وأدوات الصب ، والمسامير الأساسية ، ودبابيس القاذف ، وأكثر من ذلك ؛
أنواع قضبان الحفر حسب عملية التصنيع
وفقًا عملية التصنيع يمرون ، وهناك ثلاثة أنواع مختلفة من قضبان الحفر: تصلب الهواء ، وتصلب المياه ، وتصلب النفط. كل من قضبان الحفر هذه لها استخدامات وتطبيقات مختلفة. لنوضح شيئًا عن كل نوع من هذه الأنواع المختلفة من عمليات التصنيع وقضبان الحفر.
تصلب الهواء
لقد بدأنا من أصعب فئة من فولاذ الأداة - قضيب الحفر المقوى بالهواء. يحتوي الفولاذ المقوى بالهواء على المزيد من السبائك ، وهذا ما يجعله صلبًا ومقاومًا. بعد المعالجة الحرارية ، يمكنك ترك أنواع قضبان الحفر التي تصلب الهواء لتتصلب في الهواء الساكن.
تتمتع قضبان الحفر المصلدة للهواء بقدرة فائقة على الماكينة ومقاومة للتآكل عند مقارنتها بقضبان تصلب الزيت أو الماء. علاوة على ذلك ، فإن تصلب الهواء أكثر أمانًا من الماء أو تصلب الزيت فيما يتعلق بالتشويه وثبات الأبعاد.
تصلب الزيت
تحتل قضبان الحفر المصلدة بالزيت المرتبة الثانية في الخط عندما يتعلق الأمر بصلابتها ومتانتها. على الرغم من أن قضبان تصليب الزيت تحتوي على سبائك أقل من قضبان تصلب الهواء ، إلا أنها لا تزال غنية بما يكفي لتحمل اللحام. علاوة على ذلك ، فإن الفولاذ المقوى بالزيت مناسب للمعالجة الآلية.
إذا لم تكن متأكدًا مما يعنيه مصطلح "تصلب الزيت" ، فهذا يعني تسخين القضيب حتى يتوهج باللون الأحمر ثم غمسه في حوض من الزيت الدافئ. وبذلك يصبح الفولاذ صلبًا وجاهزًا للمعالجة أو اللحام.
تصلب الماء
وأخيرًا ، لدينا قضبان حفر تصلب الماء ، والتي تصور أقل محتوى من السبائك ولكنها ممتازة للمعالجة الآلية. ومع ذلك ، فهي تفتقر إلى محتوى السبائك ، مما يدل على أنها ليست مناسبة هيكليًا لأغراض اللحام.
لتصلب قضيب الحفر بالماء ، نقوم أولاً بتسخين الفولاذ حتى يصبح أحمر متوهجًا ، ثم نقوم بغمره في حوض من الماء ليبرد. بمجرد أن يصبح المعدن صلبًا ، يمكن تشكيله بسهولة ولكن لا يتم لحامه. يمكنك عادة استخدام قضبان حفر تصلب الماء لتصنيع الملفات أو المطارق.
أنواع قضبان الحفر حسب الخيوط المختلفة
يمكننا تصنيف قضبان الحفر إلى ثلاثة أنواع مختلفة وفقًا للخيوط المختلفة: قضبان الحفر العادية ، وقضبان الحفر المربعة ، وأنابيب الحفر ثقيلة الوزن.
قضيب الحفر العادي
يمكننا التعرف بسهولة على قضيب الحفر العادي لأنه الجزء المركزي أو الأساسي من جذع الحفر. في الجزء العلوي ، يتصل قضيب الحفر العادي بالقوس المربع (الموضح أدناه) ، وفي الجزء السفلي ، يتم توصيله برقبة الحفر.
في حفر البئر ، تتمثل وظيفة قضيب الحفر العادي في تعميق الحفرة ، ونقل عزم الدوران ، وتحريك المثقاب لأعلى ولأسفل.
ساحة كيلي
كما ذكرنا سابقًا ، يوجد العروة المربعة في الجزء العلوي من المثقاب ، حيث تنقل عزم الدوران وتحمل بعضًا من وزن المثقاب. جاء مصطلح كيلي المربع من حقيقة أن هذه الأجزاء عادة ما تكون في شكل مربع.
يتكون الكيلي المربع من:
- الجزء الدافع - عادة ما يكون مربعًا ، ولكن يمكن أن يكون سداسيًا ؛
- المفصل العلوي - الخيط الأيسر ؛
- المفصل السفلي - الخيط الأيمن ؛
أنبوب الحفر الثقيل
ذكرنا أعلاه أن قضيب الحفر الأساسي متصل بطوق حفر في الأسفل. بين هذين الجزأين يوجد أنبوب حفر ثقيل الوزن. أنبوب الحفر ثقيل الوزن (أو HWDP للاختصار) هو الجزء الانتقالي بين قضيب الحفر العادي وطوق الحفر في الأسفل.
يتمثل دور أنبوب الحفر الثقيل في توفير الدعم والثبات لسلسلة الحفر وزيادة مقاومة التآكل.
مما تصنع قضبان الحفر؟
يمكنك عمل قضيب حفر من درجات وأنواع مختلفة من أداة الصلب الملدنة. يستلزم مصطلح فولاذ الأداة أنواعًا مختلفة من الكربون وسبائك الفولاذ المناسبة لتصنيع الأدوات.
نحن ننتج قضبان الحفر من فولاذ الأدوات نظرًا لخصائص الصلابة ومقاومة الصدمات الحرارية والتشوه والتآكل. بشكل عام ، هذه المواد الفولاذية للأدوات شديدة المقاومة للتآكل.
يمكنك استخدام العديد من درجات الصلب المختلفة لتصنيع قضبان الحفر: W1 و O1 و A2 و D2 و S7 و M2 و V44. كل من هذه الدرجات لها ميزاتها وخصائصها المميزة التي تجعلها متفوقة لتطبيق معين. اعتمادًا على النوع ، تكون بعض أدوات الفولاذ ستان ستيل، في حين أن البعض الآخر شبه من الفولاذ.
ما هي صلابة قضيب الحفر؟
تعتمد صلابة قضيب الحفر على فولاذ الأداة الذي استخدمناه في تصنيعه. يمكنك تحديد صلابة مادة ما وإيصالها بمساعدة مقياسين مختلفين: مقياس صلابة برينل ومقياس صلابة روكويل.
وفقًا لمقياس صلابة برينل ، يجب أن يكون لفولاذ الأدوات صلابة تتراوح من 207 إلى 341. وفقًا لمقاييس Rockwell ، يجب أن تكون نفس المواد في النطاق بين 96 و 110Rb.
ترتبط قابلية استخدام قضيب الحفر ارتباطًا وثيقًا بالصلابة. درجات مختلفة من فولاذ الأداة لها قوة ميكانيكية متفاوتة.
مقارنةً بـ 1.0٪ من الفولاذ الكربوني ، فإليك مدى سهولة التصنيع لمختلف درجات فولاذ الأداة:
درجة أداة الصلب |
النسبة المئوية للآلية |
W1 |
100% |
O1 |
95% |
A2 |
65% |
D2 |
50% |
S7 |
95% |
M2 |
65% |
H13 |
75% |
(جدول التشغيل الآلي للصفوف الفولاذية للأداة)
عمليات تصنيع قضبان الحفر
بشكل عام ، هناك نوعان رئيسيان من تصنيع قضبان الحفر: تصليب الماء وتصلب الزيت.
لإنشاء قضيب حفر ، يتم تسخين فولاذ الأداة أولاً حتى يتحول إلى لون أحمر متوهج. بمجرد أن يصبح لونه أحمر ، يجب تبريده حتى يتماسك ويحافظ على شكله. يمكن إجراء هذا التبريد إما عن طريق غمس قضيب الحفر في الماء أو في الزيت الدافئ. دعونا نرى الاختلافات بين هاتين العمليتين.
تصنيع قضبان الحفر المصلدة بالماء
قضبان الحفر المصلبة بالماء هي بالضبط صوتها - قضبان الحفر تصلب عن طريق غمرها في الماء. أولاً ، يتم تسخين فولاذ الأداة حتى يصبح لونه أحمر متوهجًا. ثم يغرق في بركة ماء ليبرد ويتصلب.
قضيب الحفر المصلب بالماء رديء في محتوى السبائك ، مما يجعله مثاليًا للمعالجة ، ولكنه ليس قويًا بدرجة كافية للحام. تعتبر قضبان الحفر المصلدة بالماء هي الأنسب لأولئك الذين يبحثون عن قطع وأدوات رخيصة وذات جودة عالية.
تصنيع قضبان الحفر المصلدة بالزيت
تتضمن عملية تصنيع تقسية الزيت فولاذ تمت معالجته حرارياً ، ويتم غمره في زيت دافئ ليبرد.
قضبان الحفر المصلدة بالزيت أكثر ثراءً في السبائك ، لذا فهي مناسبة للمعالجة وكذلك اللحام. فيما يتعلق بصلابتها ، فإن القضبان الزيتية أعلى بكثير على المقياس. نظرًا لصلابتها ، فهي أكثر متانة ومقاومة لدرجات الحرارة القصوى.
ما هو طول قضيب الحفر؟
يبلغ متوسط طول قضيب الحفر إما 3 أقدام (36 ″) أو 12 قدمًا (144 ″). سيوافق بعض مصنعي قضبان الحفر على قطع قضبان 12 قدمًا إلى قضبان 6 أقدام يسهل التعامل معها ومعالجتها.
في النظام المتري ، قضيب 36 يساوي 91.44 سم ، و 144 يساوي 3.6 متر.
ما مدى استقامة قضيب الحفر؟
عندما يتعلق الأمر بتسامح الاستقامة لقضيب الحفر ، يمكننا أن نرى رقمين مختلفين ، واحد بالبوصة والآخر بالمليمترات.
بالنسبة لأداة الصلب الملدنة التي يبلغ طولها 36 أو 72 أو 144 بوصة ، يكون التفاوت + 0 / + 0.125 ″ ، ويجب أن يكون الاستقامة ± .005 ″ كحد أقصى TIR لكل 12 ″.
القياسات بالمليمترات هي كما يلي:
- تسامح -0.60 / + 2.60 مم ؛
- استقامة ± .13 مم كحد أقصى TIR لكل 300 مم ؛
هل يمكن لحام قضيب الحفر؟
الإجابة المختصرة هي نعم - يمكنك لحام قضبان الحفر. ومع ذلك ، ضع في اعتبارك أن المعالجة الحرارية من عملية اللحام سوف يخفف مع أداة الصلب ويصلبها. مع هذا ، ستصبح المادة أكثر صعوبة للعمل معها والتلاعب بها.
لذلك ، عند لحام قضبان الحفر ، افعل ذلك دائمًا مع وضع أفضل ممارسات اللحام في الاعتبار لتجنب إنتاج مادة يصعب التعامل معها.
علاوة على ذلك ، فإن معظم قضبان الحفر التي تصلب الزيت وتصلب الهواء مناسبة للحام ، في حين أن الفولاذ المصلد بالماء ليس كذلك. ضع هذا في الاعتبار عند التحضير لعملية التصنيع.
ما هي درجة الصلب التي هي قضيب الحفر؟
يمكننا استخدام عدة درجات فولاذية مختلفة لتصنيع قضبان الحفر: W1 و O1 و A2 و D2 و S7 و M2 و V44. دعونا نرى ما هو الأفضل لكل من هؤلاء.
أداة W1 الصلب
النوع: ماء - تصلب
قررنا التحدث عن فولاذ أداة W1 أولاً نظرًا لمدى استخدام قضبان الحفر هذه على نطاق واسع وغير مكلفة. ومع ذلك ، فإن السعر المنخفض يأتي مع انخفاض متانة هذه المادة. يحتوي فولاذ W1 على سبائك أقل من الفولاذ المصلب بالهواء أو بالزيت. تعني السبائك الأقل أن هذه المادة مثالية للمعالجة ولكنها ليست صلبة بدرجة كافية للحام.
مع كل هذا في الاعتبار ، نوصي باستخدام قضبان حفر تصلب الماء W1 للتطبيقات دون الحاجة إلى مزيد من القوة والصلابة.
O1 أداة الصلب
النوع: مقوي بالزيت
تتميز أداة الفولاذ O1 بمتانة ملحوظة عندما تفكر في سعرها المتواضع. غالبًا ما يستخدم المصنعون قضبان الحفر O1 كبديل ممتاز لقضبان الحفر W1 في التطبيقات التي تتطلب مزيدًا من المتانة ومقاومة التآكل.
مع كل خصائصها الرائعة ، تتمتع قضبان الحفر O1 بسعر رائع مقابل نسبة القيمة. المحتوى العالي من السبائك من الفولاذ الذي يصلب الزيت يجعله بديلاً أفضل بكثير لأدوات الصلب التي تصلب الماء مثل W1.
A2 أداة الصلب
النوع: تصلب الهواء
قضبان الحفر A2 تعمل على تصلب الهواء ، مما يؤدي إلى قابلية جيدة للماكينة وميزات اللحام. تكتسب أنواع الفولاذ التي تصلب الهواء صلابتها بمجرد التبريد في الهواء الساكن. نظرًا لأننا نتحدث عن فولاذ من سبائك الكروم بجودة فائقة ، فإن فولاذ الأداة A2 يتميز بخصائص تصلب عميقة ، وقوة ضغط عالية ، واستقرار رائع بعد التصلب.
بالمقارنة مع O1 ، يمكن أن يعمل A2 كبديل أكثر تعقيدًا يوفر مزيدًا من القوة ومقاومة التآكل والاستقرار الهيكلي.
أداة D2 الصلب
النوع: تصلب الهواء
فولاذ الأداة D2 عبارة عن مادة فريدة تحتوي على نسبة عالية من الكربون والكروم. مستويات الكروم والكربون أعلى منها في فولاذ A2 ، مما يجعله أكثر متانة ومقاومة للتآكل والتمزق.
ليس من المستغرب أن تكون قضبان الحفر D2 عادة من بين أغلى ما يمكن أن تجده. نظرًا لمقاومتها العالية وطول عمرها ، يمكنك استخدام قضبان الحفر D2 لرسم الخطوط وتزويرها.
S7 أداة الصلب
النوع: تصلب الهواء
يحتوي قضيب الحفر S7 على محتوى كربوني أقل من أنواع الفولاذ الأخرى ، مما يجعله مقاومًا للصدمات بشكل لا يصدق. لهذا السبب تُعرف قضبان S7 أيضًا باسم قضبان الحفر فائقة الصدمات.
عندما نتعامل معه بالحرارة ، يحصل S7 على مستوى صلابة عالي. عادةً ما نستخدم قضبان الحفر S7 للأجزاء التي يجب أن تقاوم الصدمات شديدة الانخفاض وعالية الحرارة.
M2 أداة الصلب
النوع: تنجستن - موليبدينوم ، عالي السرعة
قضيب الحفر M2 هو الصف الأكثر استخدامًا لتصنيع أدوات القطع ومثقاب الحفر الأخرى. على هذا النحو ، M2 يشبه إلى حد ما المعيار الذهبي لأدوات الصلب عالية السرعة.
يعرض M2 صلابة ممتازة ومقاومة التآكل. في الماضي ، غالبًا ما استخدمنا T1 للتطبيقات عالية السرعة. ومع ذلك ، نظرًا لميزاتها وخصائصها الفائقة ، فقد حلت M2 محل T1 على نطاق واسع.
V44 (H13) أداة حديد
النوع: تبريد الهواء
يعتبر Viscount 44 مسخنًا مسبقًا أداة الصلب H13. عملية التصلب المسبق لـ V44 تجعله مناسبًا تمامًا لقوالب العمل على الساخن. باستخدام V44 ، يمكننا تقليل مخاطر التشويه أو تغير الحجم أثناء المعالجات الحرارية.
تشمل الاستخدامات والتطبيقات الأكثر شيوعًا لـ V44 أدوات البثق ، وتزوير القوالب ، والقوالب البلاستيكية ، والعديد من أدوات العمل على الساخن المختلفة.
ما هي صلابة روكويل لقضيب الحفر؟
صلابة روكويل هي مقياس يعتمد على صلابة المسافة البادئة للمواد المختلفة. القيم المختلفة لها رموز أحرف / أرقام مختلفة بناءً على مستوى صلابتها.
كما ذكرنا من قبل ، نقوم بتصنيع قضبان الحفر من فولاذ الأداة الملدن ، والذي يتراوح صلابة روكويل من 96Rb إلى 110Rb.
نوع من المواد |
قطر الدقة | صلابة برينل | روكويل صلابة |
أداة الصلب | 0.000 ″ - 0.124 ″ | 341 |
110Rb |
أداة الصلب |
0.125 ″ - 0.249 ″ | 275 | 104Rb |
أداة الصلب | 0.250 ″ - 0.875 ″ | 241 |
101Rb |
أداة الصلب |
0.876 ″ + | 207 |
96Rb |
(طاولة حفر روكويل صلابة)
لنلخص
أخيرًا وليس آخرًا ، نود أن نعود إلى أهمية قضبان الحفر للحصول على تشطيبات سطحية ناعمة وخالية من أي أخطاء أو عيوب. علاوة على ذلك ، احرص على أن تكون الأداة الفولاذية التي تستخدمها ذات جودة عالية. يمكنك تحقيق ذلك من خلال التعاون مع شركة تصنيع آلات عالية الجودة وتوصيل طلباتك.
بشكل عام ، نأمل بصدق أن نتمكن من شرح ما هو قضيب الحفر ، وكيف ننتج واحدًا ، وجميع استخداماته المختلفة. إن اختيار الدرجة الفولاذية المناسبة للأداة وفقًا لتطبيق قضيب الحفر هو أمر يجب عليك التدرب عليه. باستخدام هذا الدليل لتصنيع قضبان الحفر ، يمكنك اتخاذ قرار مستنير.