穴あけ工具製品研究の概要
削岩ツールは、エネルギー採掘、水利保全、交通建設、地下鉄などのインフラ建設に広く使用されています。経済と技術の急速な発展に伴い、はんだテールに対する国際市場の需要は日に日に増加しており、製品品質に対する要求もさらに高まっています。我が国の掘削工具の製品構成は不合理で、低価格製品は生産能力が過剰であり、高級油圧削岩工具は輸入に頼るしかありません。スウェーデン、英国、米国、日本などの先進国と比較すると、国産のドリル工具製品は性能、品質、仕様の点で大きく異なります。したがって、国内の削岩工具の材料代替と製造プロセスに関する研究は、重要な実用化価値を持っています。
掘削工具とは、硬い岩石を掘削するときに使用する工具です。これらは、ドリルビット、ドリルロッド、接続スリーブ、ドリルテールで構成された細長いロッドシステムで、油圧式さく岩機と組み合わせて使用されます。掘削ツールは主に、鉱物および石油資源の採掘、橋、トンネル、地下鉄、水利施設、水力発電施設などの建設などのプロジェクトで使用されます。掘削ツールの開発には非常に長いプロセスがかかります。材料科学と鉱山科学技術の発展とともに徐々に発展してきました。さく岩機の作業効率はますます高くなっており、それに使用される掘削工具に対する要求もますます厳しくなっています。これにより、最新の合金ドリル鋼と高寿命ドリルツールの生産が促進されます。高品質の掘削鋼と掘削工具の開発により、高周波および高出力の油圧さく岩機の開発が促進されました。
我が国の経済建設の急速な発展に伴い、鉱物資源の採掘、エネルギーおよび輸送施設の建設、地下鉄都市の建設はすべて削岩ツールと切り離せないものとなっています。特に一部の主要プロジェクトの建設では、建設作業が難しく、プロジェクトの品質に対する要求が高いため、削岩ツールの性能は課題に満ちています。外国の先進国は削岩ツールの開発を非常に重視しています。過去数十年にわたり、彼らは材料とプロセスの研究開発に多額の資金を投資し、目覚ましい成果を上げてきました。我が国のドリル工具製品の開発は、西側先進国に比べてはるかに遅れています。商品構造に無理があるなど、問題は山積している。ハイエンドの油圧削岩機と補助ドリルツールのほとんどは海外から輸入されています。しかし、中国ではローエンド製品が問題に直面している。過剰生産能力の問題により、価格は安く、金の含有量も少なく、世界競争力がありません。スウェーデンのサンドビック、アトラスコプコ、セコロック、ボアト・ロング・イヤー・カンパニー、日本の三菱、古河などの国際的に有名なドリルツールメーカーと比較すると、国内のドリルツールは性能、製品品質、仕様、耐用年数の点で依然として問題があります。かなりのギャップがあります。したがって、多くの重要な国内プロジェクトの建設において、関連部門は建設の進捗とプロジェクトの品質を確保するために、主に削岩機と補助掘削ツールの輸入に依存しています。国産材料は輸入材料よりも安価であり、輸送や税関申告などの多くのリンクが大幅に削減されるため、輸入材料の代わりに国産材料を使用できれば、企業やエンジニアリングプロジェクトに多大な経済的利益をもたらす可能性があります。同時に、それは国の外貨を節約し、優れた総合的な利益をもたらします。
近年、材料を研究する多くの国内の専門家や学者が、我が国のドリル製品についてさまざまな角度から関連研究を行っています。熱処理技術の面では、一連の熱処理改良を経て、我が国広西冶金研究所の黄昌氏と張宏雲氏が試作した30Cr2Ni4MoV鋼ドリルテールは、平均寿命が860m/本に達することが示された。現在の中国の従来の治療法よりも長期間かかります。 35CrMoV 鋼製ドリルテールの耐用年数は 40% 以上延長され、スウェーデンの アトラス 社のドリルテール製品の 1000 ～ 1200m の寿命に近づいています。我が国のShao Honhong氏、江 Xiaoyan氏、およびZhang Daojun氏は40CrNiMoA試作ドリル製品を選択し、超音波疲労試験技術を適用して、超音波振動負荷（f = 20kHz、R = -1）下で3つの異なる微細構造状態を持つ40CrNiMoA鋼の性能を試験しました。疲労性能試験の分析。結果は、超音波振動条件下で、強くて丈夫な嵌合を備えた微細構造の超音波疲労寿命が大幅に改善されることを証明しています。また、応力レベルが低い場合、焼戻しトルースタイトの疲労寿命は、焼戻しトルースタイトの疲労寿命よりも長くなります。ドリルテールの靭性を向上させるために、翔潭大学のHong Zhensheng氏とYin Fucheng氏は、"複合強化および強化処理"浸炭＋高温焼戻し＋等温焼入れ＋低温焼戻し処理という方法です。ドリルテールの元の材質である 22SiMnCrNi2M0A 鋼は、熱処理プロセスが改善および最適化され、得られる最終組織は下部ベイナイト + 焼入れマルテンサイト + 少量の残留オーステナイトとなり、それにより靭性が高まります。
湖北天天掘削鋼掘削工具有限公司と湖北理工大学は共同研究を行い、23CrNi3Mo鋼は820〜860℃で油焼き入れした場合に良好な強度と靭性を有し、23CrNi3Moの最終熱処理プロセスとして使用できることを示した。スチール製トライアルドリルツール。中国科学院金属研究所のZhao Changyou教授は、国産Si-Mn系ドリル工具鋼24SiMnCrNi2MoAの性能に関する詳細な実験分析を実施した。低合金超高張力鋼 24SiMnCrNi2MoA A、平均強度は 1400MPa、最大引張強さは 1540-1680MPa に達し、高い衝撃吸収エネルギー、低いノッチ感度、良好な伸びを備えています。
これらの学者によって行われた掘削ツールの位置特定に関する研究は、その後の削岩ツール開発の研究者に重要な参考資料と有意義なデータを提供しました。中国の削岩鋼ドリル工具産業は絶えず発展しています。私たちは外国の先進的な加工・製造技術をもっと学び、輸入ドリル工具製品の研究をしっかりと行う必要があります。そして、国内の適用状況と組み合わせて、より優れた性能と品質のドリル製品を開発し、世界市場での競争力を向上させることを目的とした不断の科学研究を実施し、世界中の発展途上国の国家経済建設により多くのより良い製品を提供します。 。効率的な経験結果。
