Un'asta di perforazione è un termine comune nei macchinari e nelle industrie manifatturiere. È possibile utilizzare le aste di perforazione per produrre vari strumenti come frese, utensili per la lavorazione a caldo, parti di macchine, punzoni, lime e altro ancora. Ma sappiamo come scegliere l'asta di perforazione giusta per le nostre esigenze?
Le aste di perforazione si differenziano in termini di tenacità, durata, resistenza alla temperatura e applicazioni. Con così tanti tipi e tipi di materiali tra cui scegliere, come possiamo assicurarci di scegliere la corretta asta di perforazione?
È qui che entriamo in gioco: questa è l'unica guida di cui avrai bisogno per perforare le aste, i loro usi e applicazioni. Questa guida è adatta sia ai principianti assoluti che ai professionisti del settore.
Vediamo alcune delle domande più frequenti sull'argomento aste di trivellazione!
Che cos'è un'asta di trivellazione?
In poche parole, un'asta di perforazione è un pezzo d'acciaio più lungo di acciaio per utensili facile da modellare che è possibile utilizzare per la lavorazione per produrre diversi utensili e parti.
In genere, le aste di perforazione sono rotonde. Tuttavia, ce ne sono alcuni quadrati, come i kelly quadrati che vedrai di seguito. Le aste di perforazione sono generalmente abbastanza morbide da poter essere lavorate nella loro forma finale.
Le aste del trapano devono avere una superficie pulita e liscia. Per fabbricarli in questo modo, di solito usiamo macinazione di precisione.
A cosa serve una barra di perforazione?
Le aste di perforazione hanno molte applicazioni diverse. I produttori utilizzano solitamente aste di perforazione per la produzione di punte di perforazione, alberi, spine di centraggio, alesatori, punzoni, maschi, martelli, lime, utensili da taglio, utensili per lavori a caldo, ecc.
Diversi tipi di aste di perforazione sono più adatti per usi specifici. Per esempio:
- W1 è adatto per utensili per lavorazione a freddo, utensili manuali, utensili da taglio, punzoni, matrici, ecc.;
- Il grado O1 è il migliore per punzoni, matrici e calibri;
- A2 e D2 possono essere adatti per piani cottura, rulli, godroni, filiere coniatrici, punzoni, filiere, ecc.;
- S7 gade è perfetto per perni knock-out, perni di deriva, timbri, pinze, strumenti per binari, set di fiumi, mandrini, tagliatubi circolari e altro;
- H13 (o V44) è adatto per utensili per lavorazioni a caldo, stampi in plastica, utensili per pressofusione, perni centrali, perni di espulsione e altro;
Tipi di aste di perforazione in base al processo di produzione
Secondo il processo produttivo attraversano, ci sono tre diversi tipi di aste di perforazione: tempra ad aria, tempra ad acqua e tempra ad olio. Ognuna di queste aste di perforazione ha vari usi e applicazioni. Spieghiamo qualcosa su ciascuno di questi diversi tipi di processi di produzione e aste di perforazione.
Tempra all'aria
Partiamo dalla categoria più resistente dell'acciaio per utensili: l'asta di perforazione temprata ad aria. L'acciaio temprato ad aria ha più leghe, e questo è ciò che lo rende così duro e resistente. Dopo il trattamento termico, è possibile lasciare che i tipi di aste di perforazione indurenti all'aria si induriscano in aria ferma.
Le aste di perforazione per tempra all'aria hanno una lavorabilità e una resistenza all'usura superiori rispetto alle aste per tempra ad olio o acqua. Inoltre, l'indurimento ad aria è più sicuro dell'indurimento ad acqua o ad olio per quanto riguarda la distorsione e la stabilità dimensionale.
Indurimento a olio
Le aste di perforazione per tempra in olio sono seconde in linea quando si tratta di durezza e durata. Sebbene le bacchette per tempra in olio abbiano meno lega rispetto alle bacchette per tempra ad aria, sono comunque abbastanza ricche da resistere alla saldatura. Inoltre, l'acciaio temprato in olio è adatto per la lavorazione.
Se non sei sicuro di cosa significhi il termine "indurimento con olio", significa riscaldare l'asta finché non diventa rossa e poi immergerla in una pozza di olio caldo. In questo modo, l'acciaio diventa duro e pronto per la lavorazione o la saldatura.
Indurimento all'acqua
E infine, abbiamo le aste di perforazione tempra all'acqua, che rappresentano il contenuto di lega più basso ma sono eccellenti per la lavorazione. Tuttavia, sono carenti nel contenuto di lega, il che significa che non sono strutturalmente adatti per scopi di saldatura.
Per indurire un'asta di perforazione con acqua, prima riscaldiamo l'acciaio finché non diventa rosso brillante, quindi lo immergiamo in una pozza d'acqua per raffreddarlo. Una volta che il metallo è duro, può essere facilmente lavorato ma non saldato. Di solito è possibile utilizzare aste da trapano per tempra ad acqua per la produzione di lime o martelli.
Tipi di aste di perforazione secondo fili diversi
Possiamo classificare le aste di perforazione in tre tipi diversi in base a fili diversi: aste di perforazione ordinarie, aste kelly quadrate e aste di perforazione pesanti.
La normale asta di perforazione
Possiamo facilmente riconoscere la normale asta del trapano poiché è la parte centrale o base dello stelo del trapano. In alto, la normale asta di perforazione si collega al kelly quadrato (spiegato di seguito) e in basso è attaccata al collare di perforazione.
Nello scavo di pozzi, la funzione della normale asta di perforazione è quella di approfondire il foro, trasmettere la coppia e spostare il trapano su e giù.
La Piazza Kelly
Come accennato in precedenza, il kelly quadrato si trova nella parte più alta del trapano, dove trasmette la coppia e sopporta parte del peso del trapano. Il termine quadrato kelly deriva dal fatto che queste parti sono solitamente di forma quadrata.
Il kelly quadrato è composto da:
- La parte motrice – generalmente quadrata, ma può essere esagonale;
- Il giunto superiore – filettatura sinistrorsa;
- Il giunto inferiore – filettatura destrorsa;
Il tubo di perforazione pesante
Abbiamo accennato in precedenza che l'asta di perforazione di base si attacca a un collare di perforazione nella parte inferiore. Tra queste due parti c'è il tubo di perforazione pesante. Il tubo di perforazione pesante (o HWDP in breve) è la parte di transizione tra la normale asta di perforazione e il collare di perforazione nella parte inferiore.
Il ruolo del tubo di perforazione pesante è fornire supporto e stabilità alla batteria di perforazione e aumentarne la resistenza all'usura.
Di cosa sono fatte le aste di perforazione?
È possibile realizzare un'asta di perforazione di diversi gradi e tipi di acciaio per utensili ricotto. Il termine acciaio per utensili comprende vari tipi di acciaio al carbonio e legato adatti alla produzione di utensili.
Produciamo aste di perforazione da acciai per utensili grazie alle loro proprietà di durezza e resistenza agli shock termici, alla deformazione e all'abrasione. In generale, questi materiali in acciaio per utensili sono altamente resistenti all'usura.
È possibile utilizzare diverse qualità di acciaio per utensili per produrre aste di perforazione: W1, O1, A2, D2, S7, M2 e V44. Ciascuno di questi gradi ha le sue caratteristiche e proprietà distintive che lo rendono superiore per un'applicazione specifica. A seconda del tipo, alcuni acciai per utensili lo sono acciaio inossidabile, mentre altri sono semi-inossidabili.
Qual è la durezza di un'asta di perforazione?
La durezza di un'asta di perforazione dipende dall'acciaio per utensili che abbiamo utilizzato per fabbricarla. È possibile determinare e comunicare la durezza di un materiale con l'aiuto di due diverse scale: la Brinell Hardness e la Rockwell Hardness scale.
Secondo la scala Brinell Hardness, gli acciai per utensili dovrebbero avere una durezza compresa tra 207 e 341. Secondo le misure Rockwell, gli stessi materiali dovrebbero essere compresi tra 96 e 110Rb.
La lavorabilità di un'asta di perforazione è strettamente correlata alla durezza. Diversi tipi di acciaio per utensili hanno una potenza di lavorabilità variabile.
Rispetto all'1.0% di acciaio al carbonio, ecco la facilità di lavorazione di diversi gradi di acciaio per utensili:
Grado di acciaio per utensili |
Percentuale di lavorabilità |
W1 |
100% |
O1 |
95% |
A2 |
65% |
D2 |
50% |
S7 |
95% |
M2 |
65% |
H13 |
75% |
(Tabella di lavorabilità dei gradi di acciaio per utensili)
Processi di produzione di aste di perforazione
In generale, ci sono due tipi principali di produzione di aste di perforazione: tempra in acqua e tempra in olio.
Per creare un'asta di perforazione, l'acciaio per utensili viene prima riscaldato fino a quando non diventa di un colore rosso brillante. Una volta che diventa rosso, deve essere raffreddato in modo che si indurisca e mantenga la sua forma. Questo raffreddamento può essere effettuato immergendo l'asta di perforazione in acqua o in olio caldo. Vediamo le differenze tra entrambi questi processi.
Produzione di aste di perforazione temprate ad acqua
Le aste di perforazione temprate all'acqua sono esattamente come suonano: le aste di perforazione sono temprate immergendole nell'acqua. Innanzitutto, l'acciaio per utensili viene riscaldato fino a quando non assume un colore rosso brillante. Quindi, viene immerso in una pozza d'acqua per raffreddare e indurire.
Un'asta di perforazione temprata ad acqua è povera di lega, il che la rende ideale per la lavorazione meccanica, ma non abbastanza resistente per la saldatura. Le aste di perforazione temprate ad acqua sono le più adatte per chi cerca parti e strumenti economici e altamente lavorabili.
Produzione di aste di perforazione temprate ad olio
Un processo di tempra in olio prevede l'acciaio che è stato trattato termicamente e viene immerso in olio caldo per raffreddarsi.
Le aste di perforazione temprate ad olio sono più ricche di leghe, quindi sono adatte sia per la lavorazione meccanica che per la saldatura. Per quanto riguarda la loro durezza, le barre temprate ad olio sono molto più alte sulla scala. Grazie alla loro robustezza, sono più durevoli e resistenti alle temperature estreme.
Qual è la lunghezza di un'asta di perforazione?
La lunghezza dell'asta di perforazione media è di 3 piedi (36″) o 12 piedi (144″). Alcuni produttori di aste da trapano accetteranno di tagliare aste da 12 piedi in due aste da 6 piedi che sono più facili da lavorare e manipolare.
Nel sistema metrico, un'asta da 36″ equivale a 91.44 cm e 144″ a 3.6 metri.
Quanto è dritta una bacchetta da trapano?
Quando si tratta della tolleranza di rettilineità di un'asta di perforazione, possiamo vedere due numeri diversi, uno in pollici e uno in millimetri.
Per l'acciaio per utensili ricotto lungo 36, 72 o 144 pollici, la tolleranza è +0/+0.125″ e la rettilineità dovrebbe essere ±005″ TIR max per 12″.
Le misure in millimetri sono le seguenti:
- Una tolleranza di -0.60/+2.60 mm;
- Rettilineità di ±.13mm TIR max per 300mm;
È possibile saldare un'asta di perforazione?
La risposta breve è sì: puoi saldare aste di perforazione. Tuttavia, considera che il trattamento termico dal processo di saldatura si tempera con l'acciaio per utensili e lo indurisce. Con questo, il materiale diventerà più difficile da lavorare e manipolare.
Quindi, quando si saldano le aste di perforazione, farlo sempre tenendo presente le migliori pratiche di saldatura per evitare di ottenere un materiale troppo difficile da maneggiare.
Inoltre, la maggior parte delle aste di perforazione per tempra ad olio e ad aria sono adatte per la saldatura, mentre l'acciaio tempra ad acqua non lo è. Tienilo a mente quando prepari il processo di produzione.
Che tipo di acciaio è un'asta di perforazione?
Possiamo utilizzare diverse qualità di acciaio per utensili per la produzione di aste di perforazione: W1, O1, A2, D2, S7, M2 e V44. Vediamo a cosa serve ciascuno di questi.
W1 Acciaio per utensili
Tipo: indurente all'acqua
Abbiamo deciso di parlare prima dell'acciaio per utensili W1 a causa di quanto siano ampiamente utilizzate e poco costose queste aste di perforazione. Tuttavia, il prezzo basso viene fornito con una minore tenacità di questo materiale. L'acciaio W1 ha un contenuto di lega inferiore rispetto all'acciaio temprato ad aria o ad olio. Meno lega significa che questo materiale è perfetto per la lavorazione ma non abbastanza duro per la saldatura.
Considerato tutto ciò, consigliamo le aste di perforazione W1 per tempra ad acqua per applicazioni che non necessitano di forza e durezza extra.
Acciaio per utensili O1
Tipo: indurente ad olio
L'acciaio per utensili O1 ha una notevole tenacità se si considera il suo prezzo modesto. I produttori utilizzano spesso aste di perforazione O1 come sostituto superiore delle aste di perforazione W1 in applicazioni che richiedono maggiore tenacità e resistenza all'usura.
Con tutte le loro fantastiche proprietà, queste aste di perforazione O1 hanno un ottimo rapporto prezzo/valore. Il contenuto di lega più elevato dell'acciaio per tempra in olio lo rende un'alternativa molto migliore all'acciaio per utensili temprato in acqua come il W1.
Acciaio per utensili A2
Tipo: indurente all'aria
Le aste di perforazione A2 sono temprate all'aria, il che si traduce in buone caratteristiche di lavorabilità e saldatura. I tipi di acciaio per utensili temprati ad aria ottengono la loro durezza semplicemente raffreddando in aria ferma. Poiché si tratta di un acciaio legato al cromo di qualità superiore, l'acciaio per utensili A2 ha caratteristiche di indurimento profondo, elevata resistenza alla compressione ed eccezionale stabilità dopo l'indurimento.
Rispetto a O1, A2 può fungere da sostituto più sofisticato che fornisce maggiore resistenza, resistenza all'usura e stabilità strutturale.
D2 Acciaio per utensili
Tipo: indurente all'aria
L'acciaio per utensili D2 è un materiale unico con un alto contenuto di carbonio e cromo. I livelli di cromo e carbonio sono superiori rispetto all'acciaio A2, il che lo rende più durevole e resistente all'usura.
Non sorprende che le aste di perforazione D2 siano solitamente tra le più costose che puoi trovare. Grazie alla sua elevata resistenza e longevità, è possibile utilizzare aste di perforazione D2 per disegnare e forgiare linee.
Acciaio per utensili S7
Tipo: indurente all'aria
L'asta di perforazione S7 ha un contenuto di carbonio inferiore rispetto ad altri tipi di acciaio, il che la rende incredibilmente resistente agli urti. Ecco perché le aste S7 sono anche conosciute come aste di perforazione super shock.
Quando lo trattiamo con il calore, S7 ottiene un alto livello di durezza. Di solito utilizziamo aste di perforazione S7 per parti che dovrebbero resistere a shock estremamente bassi e ad alta temperatura.
M2 Acciaio per utensili
Tipo: tungsteno-molibdeno, alta velocità
L'asta di perforazione M2 è la qualità più utilizzata per la produzione di utensili da taglio e altre punte da trapano. In quanto tale, M2 è una specie di gold standard per l'acciaio per utensili ad alta velocità.
M2 mostra un'eccellente durezza e resistenza all'usura. In passato, usavamo spesso T1 per applicazioni ad alta velocità. Tuttavia, grazie alle sue caratteristiche e proprietà superiori, M2 ha sostituito T1 su vasta scala.
V44 (H13) Acciaio per utensili
Tipo: raffreddamento ad aria
Viscount 44 è un prodotto completamente preriscaldato Acciaio per utensili H13. Il processo di pre-tempra del V44 lo rende particolarmente adatto per stampi a caldo. Utilizzando V44, possiamo ridurre il pericolo di distorsioni o variazioni dimensionali durante i trattamenti termici.
Gli usi e le applicazioni più comuni di V44 includono strumenti di estrusione, stampi di forgiatura, stampi in plastica e molti diversi strumenti di lavorazione a caldo.
Qual è la durezza Rockwell di un'asta di perforazione?
La durezza Rockwell è una scala basata sulla durezza di indentazione di diversi materiali. Valori diversi hanno codici di lettere/cifre variabili in base al loro livello di durezza.
Come accennato in precedenza, produciamo aste di perforazione in acciaio per utensili ricotto, che ha una durezza Rockwell che varia da 96Rb a 110Rb.
Tipo di materiale |
Diametro di precisione | Durezza Brinell | Durezza Rockwell |
Acciaio per utensili | 0.000 "- 0.124" | 341 |
110 Rb |
Acciaio per utensili |
0.125 "- 0.249" | 275 | 104 Rb |
Acciaio per utensili | 0.250 "- 0.875" | 241 |
101 Rb |
Acciaio per utensili |
0.876″+ | 207 |
96 Rb |
(Una tabella di durezza Rockwell dell'asta di perforazione)
Per riassumere
Infine, ma non meno importante, vorremmo tornare all'importanza delle aste di perforazione per avere finiture superficiali lisce e prive di errori o imperfezioni. Inoltre, assicurati che l'acciaio per utensili che usi sia di alta qualità. Puoi ottenerlo collaborando con un produttore di lavorazioni meccaniche di qualità e comunicando le tue richieste.
Tutto sommato, speriamo sinceramente di essere riusciti a spiegarti cos'è un'asta di perforazione, come ne produciamo una e tutti i suoi diversi usi. La scelta della giusta qualità di acciaio per utensili in base all'applicazione dell'asta di perforazione è qualcosa che devi esercitarti. Con questa guida alla produzione di aste di perforazione, puoi prendere una decisione informata.