OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 113 EQUIPMENT. INSTRUMENTS влечь иностранные инвестиции [1]. Одним из ключевых направлений развития горной промышленности является добыча и переработка редкоземельных металлов. Редкоземельные металлы играют важную роль в производстве высокотехнологичной продукции, такой как электроника, аккумуляторы и оборудование для возобновляемой энергетики [2–5]. Повышение объемов добычи полезных ископаемых требует активного совершенствования как оборудования и машин, так и инструмента для добычи. Вращательно-ударное бурение – это комбинированный вид бурения, сочетающий резание горных пород с приложением ударных нагрузок. При таком бурении на породорежущий инструмент воздействует крутящий момент, статическая сила подачи и удары определенной частоты и силы. В некоторых геологических условиях ударно-вращательное бурение оказывается более производительным, чем вращательное и ударное по отдельности. Это объясняет его широкое применение в различных горных работах [6, 7] . Эффективное разрушение породы при ударно-вращательном бурении твердосплавными долотами осуществляется за счет оптимального подбора состава твердого сплава, размера инструмента, геометрии резцов, их расположения по торцу долота, хорошо организованной системы промывки и правильно рассчитанных параметров режима бурения [8–10]. В штифтовых сверлах в качестве материала для режущих зубьев используются твердые сплавы – как правило, вольфрамокобальтовые сплавы ВК6 и ВК8. Эти твердосплавные материалы зарекомендовали себя как надежные в использовании и относительно недорогие. Долота указанного типа могут работать в породах до девятой категории буримости [11]. Износостойкость долот в эксплуатации зависит от геолого-технических условий бурения: твердости, абразивности, трещиноватости, прерывистости пород; скорости вращения, диаметра коронки и осевой нагрузки; глубины и кривизны скважины; исправности бурового станка [12–15]. Однако решающее значение имеют твердость и прочность при изгибе твердосплавных резцов, а также качество изготовления и сборки штыревого долота. Существенная доля такого инструмента производится в странах Европы и имеет высокую стоимость. В рамках предприятия АО «Алмалыкский ГМК» (Узбекистан) производятся породоразрушающие долота по существенно меньшей себестоимости. При этом стойкость и долговечность таких долот ниже, чем у европейских аналогов. Цель данной работы: повышение стойкости зубьев буровых долот за счет совершенствования технологии их изготовления. Методы и материалы исследований Работа выполнялась в три этапа. На первом этапе был проведен анализ причин разрушения долот, изготавливаемых АО «Алмалыкский ГМК». На втором этапе на основании полученных результатов была изменена технология изготовления зубьев долот и исследованы полученные по новой технологии образцы. На третьем этапе были проведены сравнительные испытания образцов долот, изготовленных по усовершенствованной технологии, и их европейских аналогов фирмы Atlas Сорсо (Швеция). Исследовательская работа выполнялась на базе научно-производственного объединения по производству редких металлов и твердых сплавов АО «Алмалыкский ГМК» (НПО АГМК). Проведены исследования по разработке технологии изготовления сверл типа КНШ 40×25 мм с семью вставными штифтами-зубьями, аналогичных сверлам производства Atlas Сорсо (Швеция). Прототипы долот были изготовлены с использованием твердосплавных зубьев из вольфрамокобальтовых сплавов. Производство зубьев осуществлялось на НПО АГМК. Структурные исследования проводились с использованием светового микроскопа Carl Zeiss AxioObserver Z1m и сканирующего электронного микроскопа Carl Zeiss EVO 50 XVP (Йена, Германия). Фазовый состав изучался с использованием рентгеновского дифрактометра ARL X’TRA (Thermo Fisher Scientifi c, Уолтем, Массачусетс, США) в излучении CuKα. Для металлографического анализа поверхности зубьев долот использовался визуально-оптический метод с использованием микроскопа Carl Zeiss Axio Observer A1m.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1