Единственное руководство по использованию буровой штанги, которое вам когда-либо понадобится

Стержень для сверла - это распространенный термин в машиностроении и обрабатывающей промышленности. С помощью буровых штанг можно изготовить различные инструменты, такие как фрезы, инструменты для горячей обработки, детали машин, пуансоны, напильники и многое другое. Но знаем ли мы, как выбрать подходящее сверло для наших нужд?

Буровые штанги различаются по прочности, долговечности, термостойкости и областям применения. При таком количестве различных марок и типов материалов, из которых можно выбирать, как обеспечить правильный выбор буровой штанги?

Это единственное руководство по буровым штангам, их использованию и применению, которое вам когда-либо понадобится. Это руководство подходит как для начинающих, так и для профессионалов в этой отрасли.

Давайте рассмотрим некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов по теме буровых штанг!

Что такое буровая штанга?

Проще говоря, буровая штанга - это длинный стальной кусок из легкоплавкой инструментальной стали, который можно использовать для обработки при изготовлении различных инструментов и деталей.

Как правило, буровые штанги имеют круглую форму. Однако встречаются и квадратные, например, квадратные келли, которые вы увидите ниже. Сверлильные стержни обычно достаточно мягкие, чтобы их можно было обработать до конечной формы.

Буровые штанги должны иметь чистую и гладкую поверхность. Чтобы изготовить их таким образом, мы обычно используем прецизионное шлифование.

Для чего используется буровая штанга?

Буровые штанги имеют множество различных применений. Производители обычно используют буровые стержни для изготовления буровых коронок, валов, штифтов, разверток, пуансонов, метчиков, молотков, напильников, режущих инструментов, инструментов для горячей обработки и т.д.

Различные марки буровых штанг лучше всего подходят для конкретных целей. Например:

• W1 подходит для инструментов холодной обработки, ручных инструментов, режущих инструментов, пуансонов, штампов и т.д.;
• Марка O1 лучше всего подходит для изготовления пуансонов, штампов и калибров;
• A2 и D2 могут использоваться для изготовления ручек, валиков, накаток, чеканных штампов, пуансонов, матриц и т.д.;
• Тиснение S7 идеально подходит для выбивных штифтов, штифтов с уклоном, штампов, захватов, следящих инструментов, речных наборов, оправок, круглых труборезов и многого другого;
• H13 (или V44) подходит для инструментов горячей обработки, пластиковых форм, инструментов для литья под давлением, стержней, выталкивающих штифтов и т.д;

Типы буровых штанг в зависимости от процесса производства

Согласно процесс производства Существует три различных типа буровых штанг: воздушно-твердеющие, водотвердеющие и маслотвердеющие. Каждый из этих видов буровых штанг имеет различные назначения и области применения. Давайте расскажем о каждом из этих типов производственных процессов и буровых штанг.

Воздушное упрочнение

Начнем с самой прочной категории инструментальной стали - буровой штанги с воздушной закалкой. Сталь, закаленная на воздухе, содержит больше сплава, и именно это делает ее такой твердой и прочной. После термической обработки вы можете оставить закаленные на воздухе буровые штанги закаляться на воздухе.

Буровые штанги воздушного упрочнения обладают превосходной обрабатываемостью и износостойкостью по сравнению со штангами масляного или водяного упрочнения. Кроме того, воздушная закалка безопаснее водной или масляной закалки с точки зрения деформации и стабильности размеров.

Масляная закалка

Маслоупрочняемые буровые штанги занимают второе место по твердости и долговечности. Хотя в маслозакалочных стержнях меньше легирующих элементов, чем в воздухозакалочных, они все же достаточно прочны, чтобы выдержать сварку. Кроме того, закаленная в масле сталь пригодна для механической обработки.

Если вы не знаете, что означает термин "закалка в масле", то он подразумевает нагрев прутка до красного цвета, а затем погружение его в бассейн с теплым маслом. В результате сталь становится твердой и готовой к обработке или сварке.

Укрепление воды

И, наконец, водоотверждаемые буровые штанги, которые отличаются самым низким содержанием сплава, но отлично подходят для механической обработки. Однако они имеют недостаточное содержание сплава, что означает, что они структурно не подходят для сварки.

Чтобы закалить буровую штангу с помощью воды, мы сначала нагреваем сталь до красного цвета, а затем погружаем ее в бассейн с водой, чтобы она остыла. Когда металл становится твердым, его можно легко обрабатывать, но не сваривать. Обычно закаленные в воде стержни можно использовать для изготовления напильников или молотков.

Типы буровых штанг в зависимости от типа резьбы

Мы можем классифицировать буровые штанги на три различных типа в зависимости от резьбы: обычные буровые штанги, квадратные келли-штанги и тяжелые буровые трубы.

Обычная буровая штанга

Мы легко узнаем обычную буровую штангу, поскольку она является центральной или основной частью бурового стержня. В верхней части обычная буровая штанга соединяется с квадратным келли (см. ниже), а в нижней части она крепится к буровому воротку.

При проходке скважины функция обычной буровой штанги заключается в углублении отверстия, передаче крутящего момента и перемещении бура вверх и вниз.

Квадратная Келли

Как мы уже упоминали выше, квадратная головка находится в самой верхней части сверла, где она передает крутящий момент и принимает на себя часть веса сверла. Термин "квадратная килька" появился из-за того, что эти детали обычно имеют квадратную форму.

Квадратная келли состоит из:

• Ведущая часть - обычно квадратная, но может быть и шестигранной;
• Верхний шарнир - левая резьба;
• Нижний шарнир - правая резьба;

Тяжелая бурильная труба

Мы уже упоминали, что основная буровая штанга крепится к буровой муфте в нижней части. Между этими двумя частями находится утяжеленная бурильная труба. Утяжеленная бурильная труба (или сокращенно УБТ) - это переходная часть между обычной буровой штангой и буровой муфтой в нижней части.

Роль тяжелых бурильных труб заключается в обеспечении поддержки и устойчивости бурильной колонны и повышении ее износостойкости.

Из чего делают буровые штанги?

Вы можете изготовить буровую штангу из различных марок и типов отожженной инструментальной стали. Термин "инструментальная сталь" подразумевает различные виды углеродистой и легированной стали, пригодной для изготовления инструментов.

Мы производим буровые штанги из инструментальных сталей благодаря их твердости и устойчивости к температурным перепадам, деформации и истиранию. В целом, эти инструментальные стали обладают высокой износостойкостью.

Для изготовления буровых штанг можно использовать различные марки инструментальной стали: W1, O1, A2, D2, S7, M2 и V44. Каждая из этих марок имеет свои отличительные особенности и свойства, которые делают ее превосходной для конкретного применения. В зависимости от типа, некоторые инструментальные стали являются нержавеющая стальВ то время как другие являются полунержавеющими.

Какова твердость бурового стержня?

Твердость буровой штанги зависит от инструментальной стали, которую мы использовали для ее изготовления. Определить и сообщить твердость материала можно с помощью двух различных шкал: твердости по Бринеллю и твердости по Роквеллу.

Согласно шкале твердости Бринелля, инструментальные стали должны иметь твердость в диапазоне от 207 до 341. По шкале Роквелла твердость тех же материалов должна находиться в диапазоне от 96 до 110Rb.

Обрабатываемость буровой штанги тесно связана с ее твердостью. Различные марки инструментальной стали обладают различной обрабатываемостью.

По сравнению с углеродистой сталью 1.0%, вот удобство обработки различных марок инструментальной стали:

(Таблица обрабатываемости марок инструментальной стали)

Производственные процессы буровых штанг

В целом, существует два основных типа производства буровых штанг: водотвердеющие и маслотвердеющие.

Чтобы создать буровую штангу, инструментальную сталь сначала нагревают, пока она не приобретет красный цвет. После того как она станет красной, ее необходимо охладить, чтобы она затвердела и сохранила свою форму. Охлаждение может осуществляться либо путем погружения стержня в воду, либо в теплое масло. Давайте посмотрим, чем отличаются оба этих процесса.

Производство буровых штанг с водяной закалкой

Закаленные в воде буровые штанги - это именно то, как они звучат: буровые штанги, закаленные путем погружения в воду. Сначала инструментальную сталь нагревают до тех пор, пока она не приобретет светящийся красный цвет. Затем ее погружают в бассейн с водой, чтобы она остыла и закалилась.

Закаленные на воде буровые стержни содержат мало сплавов, что делает их идеальными для обработки, но недостаточно прочными для сварки. Закаленные на воде буровые стержни лучше всего подходят для тех, кто ищет дешевые и хорошо поддающиеся обработке детали и инструменты.

Производство буровых штанг с масляной закалкой

Процесс закалки в масле подразумевает, что сталь, прошедшая термическую обработку, погружается в теплое масло для остывания.

Закаленные в масле буровые штанги содержат больше сплава, поэтому они подходят как для механической обработки, так и для сварки. Что касается твердости, то закаленные в масле стержни находятся гораздо выше по шкале. Благодаря своей твердости они более долговечны и устойчивы к экстремальным температурам.

Какова длина буровой штанги?

Длина средней буровой штанги составляет либо 3 фута (36″), либо 12 футов (144″). Некоторые производители буровых штанг соглашаются разрезать 12-футовые штанги на две 6-футовые, с которыми легче работать и манипулировать.

В метрической системе 36-дюймовая удочка равна 91,44 см, а 144-дюймовая - 3,6 м.

Насколько прямым является буровой стержень?

Когда речь идет о допуске прямолинейности буровой штанги, мы видим два разных числа: одно в дюймах, другое в миллиметрах.

Для отожженной инструментальной стали длиной 36, 72 или 144 дюйма допуск составляет +0/+0,125″, а прямолинейность должна составлять ±,005″ на 12 дюймов.

Размеры в миллиметрах следующие:

• Допуск -0,60/+2,60 мм;
• Прямолинейность ±.13 мм макс. T.I.R. на 300 мм;

Можно ли сварить буровую штангу?

Короткий ответ: да, вы можете сваривать буровые штанги. Однако учтите, что термическая обработка в процессе сварки инструментальная сталь закаляется и становится твердой. При этом материал становится более сложным для обработки и манипулирования.

Поэтому, сваривая буровые штанги, всегда придерживайтесь лучших методов сварки, чтобы не получить в результате слишком твердый материал.

Кроме того, большинство буровых штанг, упрочняемых маслом и воздухом, пригодны для сварки, а сталь, упрочняемая водой, - нет. Имейте это в виду при подготовке производственного процесса.

Из какой марки стали изготовлен буровой стержень?

Для изготовления буровых штанг мы можем использовать несколько различных марок инструментальной стали: W1, O1, A2, D2, S7, M2 и V44. Давайте посмотрим, для чего лучше всего подходит каждая из них.

Инструментальная сталь W1

Тип: Водонепроницаемый

Мы решили рассказать об инструментальной стали W1 в первую очередь из-за того, что эти буровые штанги широко распространены и недороги. Однако низкая цена влечет за собой снижение прочности этого материала. В стали W1 содержится меньше легирующих элементов, чем в стали с воздушной или масляной закалкой. Меньшее количество легирующих элементов означает, что этот материал идеально подходит для обработки, но недостаточно тверд для сварки.

Учитывая все это, мы рекомендуем водоупрочняемые буровые штанги W1 для применения в тех случаях, когда нет необходимости в повышенной прочности и твердости.

Инструментальная сталь O1

Тип: Масляная закалка

Инструментальная сталь O1 обладает удивительной прочностью, если учесть ее скромную цену. Производители часто используют буровые штанги O1 в качестве превосходной замены буровым штангам W1 в тех случаях, когда требуется повышенная прочность и износостойкость.

При всех своих фантастических свойствах эти буровые штанги O1 имеют отличное соотношение цены и качества. Более высокое содержание легирующих элементов в стали, упрочняющей масло, делает ее гораздо лучшей альтернативой инструментальной стали, упрочняющей воду, такой как W1.

Инструментальная сталь A2

Тип: Воздушная закалка

Сверлильные стержни A2 закаливаются на воздухе, что обеспечивает хорошую обрабатываемость и сварочные свойства. Воздушно-твердеющие типы инструментальной стали приобретают свою твердость путем простого охлаждения в неподвижном воздухе. Поскольку речь идет о хромовой легированной стали высшего качества, инструментальная сталь A2 обладает глубокой закалкой, высокой прочностью на сжатие и исключительной стабильностью после закалки.

По сравнению с O1, A2 может служить более сложной заменой, обеспечивающей большую прочность, износостойкость и структурную стабильность.

Инструментальная сталь D2

Тип: Воздушная закалка

Инструментальная сталь D2 - это уникальный материал с высоким содержанием углерода и хрома. Содержание хрома и углерода выше, чем в стали A2, что делает ее более прочной и износостойкой.

Неудивительно, что буровые штанги D2 обычно являются одними из самых дорогих, которые только можно найти. Благодаря своей высокой прочности и долговечности, вы можете использовать буровые штанги D2 для волочения и ковки.

Инструментальная сталь S7

Тип: Воздушная закалка

Буровая штанга S7 имеет более низкое содержание углерода, чем другие виды стали, что делает ее невероятно ударопрочной. Именно поэтому штанги S7 также известны как суперударные буровые штанги.

При термической обработке S7 приобретает высокую твердость. Обычно мы используем буровые штанги S7 для деталей, которые должны выдерживать удары при экстремально низких и высоких температурах.

Инструментальная сталь M2

Тип: Вольфрамо-молибденовый, высокоскоростной

Стержень M2 - наиболее широко используемая марка для производства режущих инструментов и других сверл. Таким образом, M2 - это своего рода золотой стандарт для быстрорежущей инструментальной стали.

M2 обладает превосходной твердостью и износостойкостью. В прошлом мы часто использовали T1 для высокоскоростных применений. Однако благодаря своим превосходным характеристикам и свойствам M2 массово заменила T1.

V44 (H13) Инструментальная сталь

Тип: Воздушное охлаждение

Viscount 44 - это полностью разогретый Инструментальная сталь H13. Процесс предварительной закалки V44 делает его очень подходящим для штампов горячей обработки. Используя V44, мы можем снизить опасность деформации или изменения размеров при термообработке.

Наиболее распространенные области применения V44 включают экструзионные инструменты, штампы для ковки, пластиковые формы и множество различных инструментов для горячей обработки.

Что такое твердость по Роквеллу для бурового стержня?

Твердость по Роквеллу - это шкала, основанная на твердости вдавливания различных материалов. Различные значения имеют различные буквенные/цифровые коды в зависимости от уровня твердости.

Как мы уже упоминали, мы производим буровые штанги из отожженной инструментальной стали, твердость которой по Роквеллу варьируется от 96 до 110Rb.

(Таблица твердости по Роквеллу буровых штанг)

Подводя итог

Напоследок мы хотели бы вернуться к вопросу о том, как важно, чтобы буровые штанги имели гладкую поверхность без каких-либо ошибок и изъянов. Кроме того, позаботьтесь о том, чтобы используемая вами инструментальная сталь была высокого качества. Этого можно добиться, сотрудничая с производителем качественной обработки и сообщая ему свои пожелания.

В целом, мы искренне надеемся, что нам удалось объяснить вам, что такое буровая штанга, как мы ее производим и как она используется. Выбор правильной марки инструментальной стали в зависимости от назначения буровой штанги - это то, что вам нужно сделать на практике. С помощью этого руководства по производству буровых штанг вы сможете принять обоснованное решение.