Pręt wiertniczy to termin powszechnie stosowany w przemyśle maszynowym i produkcyjnym. Możesz użyć żerdzi wiertniczych do produkcji różnych narzędzi, takich jak frezy, narzędzia do pracy na gorąco, części maszyn, stemple, pilniki i inne. Ale czy wiemy, jak dobrać odpowiednią żerdź wiertniczą do naszych potrzeb?
Pręty wiertnicze różnią się wytrzymałością, trwałością, odpornością na temperaturę i zastosowaniami. Przy tak wielu różnych gatunkach i rodzajach materiałów do wyboru, w jaki sposób upewnimy się, że dobierzemy odpowiednią żerdź wiertniczą?
I tu właśnie wkraczamy — to jedyny przewodnik, jakiego będziesz potrzebować, aby wiercić pręty, ich zastosowania i zastosowania. Ten przewodnik jest odpowiedni zarówno dla początkujących, jak i profesjonalistów w branży.
Zobaczmy kilka najczęściej zadawanych pytań na temat żerdzi wiertniczych!
Co to jest pręt wiertniczy?
Mówiąc najprościej, żerdź wiertnicza to dłuższy kawałek stali z łatwej do formowania stali narzędziowej, którego można używać do obróbki skrawaniem w celu produkcji różnych narzędzi i części.
Zazwyczaj żerdzie wiertnicze są okrągłe. Istnieje jednak kilka kwadratowych, takich jak kwadratowe kelly, które zobaczysz poniżej. Pręty wiertnicze są na ogół wystarczająco miękkie, aby można je było obrabiać do ostatecznej postaci.
Pręty wiertnicze muszą mieć czystą i gładką powierzchnię. Do ich produkcji w ten sposób zwykle używamy precyzyjne szlifowanie.
Do czego służy pręt wiertniczy?
Pręty wiertnicze mają wiele różnych zastosowań. Producenci zwykle używają żerdzi wiertniczych do produkcji wierteł, wałków, kołków rozporowych, rozwiertaków, stempli, gwintowników, młotków, pilników, narzędzi skrawających, narzędzi do pracy na gorąco itp.
Do określonych zastosowań najlepiej nadają się różne gatunki żerdzi wiertniczych. Na przykład:
- W1 nadaje się do narzędzi do pracy na zimno, narzędzi ręcznych, narzędzi tnących, stempli, matryc itp.;
- Gatunek O1 jest najlepszy do stempli, matryc i sprawdzianów;
- A2 i D2 mogą być odpowiednie do płyt grzejnych, rolek, radełek, wykrojników, stempli, matryc itp.;
- S7 gade jest idealny do wybijanych szpilek, pinezek, stempli, chwytaków, narzędzi gąsienicowych, zestawów rzecznych, trzpieni, okrągłych obcinaków do rur i innych;
- H13 (lub V44) nadaje się do narzędzi do pracy na gorąco, form z tworzyw sztucznych, narzędzi do odlewania ciśnieniowego, kołków rdzeniowych, kołków wypychaczy i innych;
Rodzaje żerdzi wiertniczych zgodnie z procesem produkcyjnym
Według proces produkcji przechodzą, istnieją trzy różne rodzaje żerdzi wiertniczych: hartowanie na powietrzu, hartowanie w wodzie i hartowanie w oleju. Każda z tych żerdzi wiertniczych ma różne zastosowania i zastosowania. Wyjaśnijmy coś na temat każdego z tych różnych rodzajów procesów produkcyjnych i żerdzi wiertniczych.
Utwardzanie na powietrzu
Zaczynamy od najtwardszej kategorii stali narzędziowej – hartowanego na powietrzu żerdzi wiertniczej. Stal hartowana na powietrzu zawiera więcej stopów, co czyni ją tak twardą i wytrzymałą. Po obróbce cieplnej można pozostawić pręty wiertnicze do hartowania na powietrzu, aby stwardniały w nieruchomym powietrzu.
Hartowane na powietrzu żerdzie wiertnicze mają lepszą skrawalność i odporność na zużycie w porównaniu z żerdziami do utwardzania w oleju lub w wodzie. Ponadto hartowanie na powietrzu jest bezpieczniejsze niż hartowanie w wodzie lub oleju pod względem odkształceń i stabilności wymiarowej.
Hartowanie w oleju
Żerdzie wiertnicze do hartowania w oleju zajmują drugie miejsce pod względem twardości i trwałości. Chociaż pręty do hartowania w oleju mają mniej stopu niż pręty do hartowania na powietrzu, nadal są wystarczająco bogate, aby wytrzymać spawanie. Ponadto stal do hartowania w oleju nadaje się do obróbki skrawaniem.
Jeśli nie masz pewności, co oznacza termin „utwardzanie oleju”, oznacza to podgrzanie pręta, aż zaświeci się na czerwono, a następnie zanurzenie go w kałuży ciepłego oleju. Dzięki temu stal staje się twarda i gotowa do obróbki lub spawania.
Utwardzanie w wodzie
I wreszcie, mamy utwardzane w wodzie żerdzie wiertnicze, które charakteryzują się najniższą zawartością stopu, ale doskonale nadają się do obróbki. Są jednak ubogie w zawartość stopów, co oznacza, że nie nadają się konstrukcyjnie do celów spawalniczych.
Aby utwardzić żerdź wiertniczą wodą, najpierw podgrzewamy stal, aż zacznie świecić na czerwono, a następnie zanurzamy ją w kałuży wody, aby się ochłodziła. Gdy metal jest twardy, można go łatwo obrabiać, ale nie można go spawać. Do produkcji pilników lub młotków można zwykle używać hartowanych w wodzie żerdzi wiertniczych.
Rodzaje żerdzi wiertniczych według różnych gwintów
Możemy podzielić żerdzie wiertnicze na trzy różne typy według różnych gwintów: zwykłe żerdzie wiertnicze, kwadratowe żerdzie kelly i ciężkie rury wiertnicze.
Zwykły pręt wiertniczy
Zwykłą żerdź wiertniczą możemy łatwo rozpoznać, ponieważ jest to centralna lub podstawowa część kolumny wiertniczej. Na górze zwykła żerdź wiertnicza łączy się z kwadratowym kelly (wyjaśniono poniżej), a na dole jest przymocowana do kołnierza wiertła.
Podczas kopania otworów wiertniczych funkcja zwykłego żerdzi wiertniczej polega na pogłębianiu otworu, przenoszeniu momentu obrotowego i przesuwaniu wiertła w górę iw dół.
Kwadrat Kelly
Jak wspomnieliśmy powyżej, kwadratowy kelly znajduje się w najwyższej części wiertła, gdzie przenosi moment obrotowy i przenosi część ciężaru wiertła. Termin „kwadratowy kelly” wziął się z faktu, że te części mają zwykle kształt kwadratu.
Kwadratowy kelly składa się z:
- Część napędowa – zwykle kwadratowa, ale może być sześciokątna;
- Przegub górny – gwint lewy;
- Przegub dolny – gwint prawoskrętny;
Rura wiertnicza o dużej wadze
Wspomnieliśmy powyżej, że podstawa żerdzi wiertniczej mocuje się do kołnierza wiertła na dole. Pomiędzy tymi dwoma częściami znajduje się ciężka rura wiertnicza. Ciężka rura wiertnicza (w skrócie HWDP) jest częścią przejściową między zwykłą żerdzią wiertniczą a kołnierzem wiertniczym na dole.
Rolą ciężkiej rury wiertniczej jest zapewnienie podparcia i stabilności przewodu wiertniczego oraz zwiększenie jego odporności na zużycie.
Z czego wykonane są pręty wiertnicze?
Możesz wykonać żerdź wiertniczą z różnych gatunków i rodzajów wyżarzonej stali narzędziowej. Termin stal narzędziowa obejmuje różne rodzaje stali węglowych i stopowych nadających się do produkcji narzędzi.
Produkujemy żerdzie wiertnicze ze stali narzędziowych ze względu na ich twardość oraz odporność na szoki temperaturowe, odkształcenia i ścieranie. Ogólnie rzecz biorąc, te materiały ze stali narzędziowej są bardzo odporne na zużycie.
Do produkcji żerdzi wiertniczych można używać wielu różnych gatunków stali narzędziowych: W1, O1, A2, D2, S7, M2 i V44. Każdy z tych gatunków ma swoje charakterystyczne cechy i właściwości, które czynią go lepszym w konkretnym zastosowaniu. W zależności od typu, niektóre stale narzędziowe są Stal nierdzewna, podczas gdy inne są częściowo nierdzewne.
Jaka jest twardość pręta wiertniczego?
Twardość żerdzi wiertniczej zależy od stali narzędziowej, której użyliśmy do jej produkcji. Możesz określić i podać twardość materiału za pomocą dwóch różnych skal: twardości Brinella i skali twardości Rockwella.
Według skali twardości Brinella, stale narzędziowe powinny mieć twardość w zakresie od 207 do 341. Według miar Rockwella te same materiały powinny mieścić się w zakresie od 96 do 110Rb.
Obrabialność żerdzi wiertniczej jest ściśle związana z twardością. Różne gatunki stali narzędziowej mają różną skrawalność.
W porównaniu ze stalą węglową 1.0%, oto łatwość obróbki różnych gatunków stali narzędziowej:
Gatunek stali narzędziowej |
Procent obrabialności |
W1 |
100% |
O1 |
95% |
A2 |
65% |
D2 |
50% |
S7 |
95% |
M2 |
65% |
H13 |
75% |
(Tabela obrabialności gatunków stali narzędziowej)
Procesy wytwarzania żerdzi wiertniczych
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa główne rodzaje produkcji żerdzi wiertniczych: hartowanie w wodzie i hartowanie w oleju.
Aby utworzyć żerdź wiertniczą, stal narzędziowa jest najpierw podgrzewana, aż stanie się świecącym czerwonym kolorem. Gdy stanie się czerwony, należy go schłodzić, aby stwardniał i zachował swój kształt. Chłodzenie to można wykonać przez zanurzenie żerdzi wiertniczej w wodzie lub w ciepłym oleju. Zobaczmy różnice między tymi dwoma procesami.
Produkcja żerdzi wiertniczych utwardzanych wodą
Utwardzane w wodzie żerdzie wiertnicze są dokładnie takie, jak brzmią – żerdzie wiertnicze utwardzone przez zanurzenie ich w wodzie. Najpierw stal narzędziowa jest podgrzewana, aż nabierze świecącego czerwonego koloru. Następnie zanurza się go w basenie z wodą, aby ostygł i stwardniał.
Hartowana wodą żerdź wiertnicza ma niską zawartość stopu, co czyni ją idealną do obróbki skrawaniem, ale nie jest wystarczająco wytrzymała do spawania. Utwardzane w wodzie żerdzie wiertnicze najlepiej nadają się dla osób poszukujących tanich i wysoce obrabialnych części i narzędzi.
Produkcja żerdzi wiertniczych hartowanych w oleju
Proces hartowania w oleju obejmuje stal, która została poddana obróbce cieplnej i jest zanurzana w ciepłym oleju w celu ostygnięcia.
Hartowane olejem żerdzie wiertnicze są bogatsze w stop, dzięki czemu nadają się do obróbki i spawania. Pod względem twardości pręty utwardzane olejem są znacznie wyższe w skali. Dzięki swojej wytrzymałości są bardziej wytrzymałe i odporne na ekstremalne temperatury.
Jaka jest długość pręta wiertniczego?
Długość przeciętnego żerdzi wiertniczej wynosi 3 stopy (36″) lub 12 stóp (144″). Niektórzy producenci żerdzi wiertniczych zgodzą się przeciąć 12-stopowe pręty na dwa 6-stopowe pręty, które są łatwiejsze w obsłudze i manipulowaniu.
W systemie metrycznym pręt 36″ to 91.44 cm, a 144″ to 3.6 metra.
Jak prosty jest pręt wiertniczy?
Jeśli chodzi o tolerancję prostoliniowości żerdzi wiertniczej, widzimy dwie różne liczby, jedną w calach, drugą w milimetrach.
W przypadku wyżarzonej stali narzędziowej o długości 36, 72 lub 144 cali tolerancja wynosi +0/+0.125", a prostoliniowość powinna wynosić ±005" maks. TIR na 12".
Wymiary w milimetrach są następujące:
- Tolerancja -0.60/+2.60 mm;
- Prostość ±.13mm max TIR na 300mm;
Czy można spawać pręt wiertniczy?
Krótka odpowiedź brzmi tak – można spawać żerdzie wiertnicze. Należy jednak wziąć pod uwagę, że obróbka cieplna z procesu spawania odpuszcza stal narzędziową i utwardza ją. Dzięki temu praca z materiałem i manipulowanie nim stanie się trudniejsze.
Dlatego podczas spawania żerdzi wiertniczych zawsze należy pamiętać o najlepszych praktykach spawalniczych, aby uniknąć powstania materiału zbyt trudnego w obsłudze.
Co więcej, większość żerdzi wiertniczych do hartowania w oleju i na powietrzu nadaje się do spawania, podczas gdy stal do hartowania w wodzie nie. Miej to na uwadze przygotowując proces produkcyjny.
Jaki gatunek stali to pręt wiertniczy?
Do produkcji żerdzi wiertniczych możemy stosować kilka różnych gatunków stali narzędziowych: W1, O1, A2, D2, S7, M2 i V44. Zobaczmy, do czego każdy z nich jest najlepszy.
Stal narzędziowa W1
Typ: hartowanie w wodzie
Zdecydowaliśmy się najpierw porozmawiać o stali narzędziowej W1 ze względu na to, jak szeroko stosowane i niedrogie są te żerdzie wiertnicze. Niska cena wiąże się jednak ze zmniejszoną wytrzymałością tego materiału. Stal W1 zawiera mniej stopów niż stal hartowana na powietrzu lub w oleju. Mniej stopu oznacza, że materiał ten doskonale nadaje się do obróbki, ale nie jest wystarczająco twardy do spawania.
Biorąc to wszystko pod uwagę, zalecamy utwardzanie w wodzie żerdzi wiertniczych W1 do zastosowań niewymagających dodatkowej wytrzymałości i twardości.
Stal narzędziowa O1
Typ: hartowanie w oleju
Stal narzędziowa O1 ma niezwykłą wytrzymałość, biorąc pod uwagę jej skromną cenę. Producenci często używają żerdzi wiertniczych O1 jako doskonałego zamiennika żerdzi wiertniczych W1 w zastosowaniach wymagających większej wytrzymałości i odporności na zużycie.
Przy wszystkich swoich fantastycznych właściwościach, te żerdzie O1 mają świetny stosunek ceny do wartości. Wyższa zawartość stopu stali do hartowania w oleju sprawia, że jest to znacznie lepsza alternatywa dla utwardzanej w wodzie stali narzędziowej, takiej jak W1.
Stal narzędziowa A2
Typ: utwardzanie na powietrzu
Pręty wiertnicze A2 są hartowane na powietrzu, co zapewnia dobrą skrawalność i właściwości spawalnicze. Stale narzędziowe do hartowania na powietrzu uzyskują twardość po prostu przez schłodzenie w nieruchomym powietrzu. Ponieważ mówimy o stali stopowej chromu o najwyższej jakości, stal narzędziowa A2 ma właściwości głębokiego hartowania, wysoką wytrzymałość na ściskanie i wyjątkową stabilność po hartowaniu.
W porównaniu z O1, A2 może służyć jako bardziej wyrafinowany zamiennik, który zapewnia większą wytrzymałość, odporność na zużycie i stabilność strukturalną.
Stal narzędziowa D2
Typ: utwardzanie na powietrzu
Stal narzędziowa D2 to wyjątkowy materiał o wysokiej zawartości węgla i chromu. Poziomy chromu i węgla są wyższe niż w stali A2, co czyni ją bardziej trwałą i odporną na zużycie.
Nic dziwnego, że żerdzie wiertnicze D2 są zwykle jednymi z najdroższych, jakie można znaleźć. Ze względu na dużą wytrzymałość i długowieczność żerdzi wiertniczych D2 można używać do ciągnienia i kucia linii.
Stal narzędziowa S7
Typ: utwardzanie na powietrzu
Żerdź wiertnicza S7 ma niższą zawartość węgla niż inne rodzaje stali, dzięki czemu jest niezwykle odporna na wstrząsy. Dlatego pręty S7 są również znane jako pręty wiertnicze super shock.
Kiedy poddamy go obróbce cieplnej, S7 uzyskuje wysoki poziom twardości. Zwykle używamy żerdzi wiertniczych S7 do części, które powinny być odporne na ekstremalnie niskie i wysokie temperatury.
Stal narzędziowa M2
Typ: wolframowo-molibdenowy, szybki
Pręt wiertniczy M2 jest najczęściej używanym gatunkiem do produkcji narzędzi skrawających i innych wierteł. Jako taki, M2 jest czymś w rodzaju złotego standardu dla szybkotnącej stali narzędziowej.
M2 charakteryzuje się doskonałą twardością i odpornością na zużycie. W przeszłości często używaliśmy T1 do szybkich aplikacji. Jednak ze względu na swoje doskonałe cechy i właściwości, M2 na masową skalę zastąpił T1.
V44 (H13) Stal narzędziowa
Typ: chłodzenie powietrzem
Viscount 44 jest w pełni podgrzanym Stal narzędziowa H13. Proces wstępnego hartowania V44 sprawia, że doskonale nadaje się do matryc do pracy na gorąco. Stosując V44 możemy zmniejszyć niebezpieczeństwo odkształcenia lub zmiany rozmiaru podczas obróbki cieplnej.
Najczęstsze zastosowania i zastosowania V44 obejmują narzędzia do wytłaczania, matryce do kucia, formy z tworzyw sztucznych i wiele różnych narzędzi do pracy na gorąco.
Jaka jest twardość Rockwella żerdzi wiertniczej?
Twardość Rockwella jest skalą opartą na twardości różnych materiałów. Różne wartości mają różne kody literowe/cyfrowe w zależności od ich poziomu twardości.
Jak wspomnieliśmy wcześniej, produkujemy żerdzie wiertnicze z wyżarzonej stali narzędziowej, która ma twardość Rockwella w zakresie od 96Rb do 110Rb.
Rodzaj materiału |
Precyzyjna średnica | Twardość Brinella | Twardość Rockwella |
Stal narzędziowa | 0.000 ″ - 0.124 ″ | 341 |
110Rb |
Stal narzędziowa |
0.125 ″ - 0.249 ″ | 275 | 104Rb |
Stal narzędziowa | 0.250 ″ - 0.875 ″ | 241 |
101Rb |
Stal narzędziowa |
0.876″ + | 207 |
96Rb |
(Tabela twardości pręta wiertniczego Rockwella)
Sumować
Na koniec, chcielibyśmy wrócić do znaczenia żerdzi wiertniczych, aby mieć gładkie wykończenie powierzchni wolne od błędów i niedoskonałości. Ponadto zadbaj o to, aby używana stal narzędziowa była wysokiej jakości. Możesz to osiągnąć, współpracując z producentem wysokiej jakości obróbki i przekazując swoje prośby.
Podsumowując, mamy szczerą nadzieję, że udało nam się wyjaśnić, czym jest żerdź wiertnicza, jak ją produkujemy i jak można ją wykorzystać. Wybór odpowiedniego gatunku stali narzędziowej w zależności od zastosowania żerdzi wiertniczej to coś, co trzeba ćwiczyć. Dzięki temu przewodnikowi po produkcji żerdzi wiertniczych możesz podjąć świadomą decyzję.