ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. Развитие горной промышленности требует повышения стойкости и долговечности инструмента. Для долот горно-бурильных машин эта задача часто решается путем улучшения материала зубьев долот. В работе представлены результаты исследования по разработке технологии изготовления твердосплавных буровых коронок с повышенной износостойкостью и испытания опытных образцов при бурении твердых горных пород. Методы и материалы. В работе исследовались твердосплавные зубья долот, изготавливаемые АО «Алмалыкский ГМК» по стандартной и доработанной технологии. Были изучены их строение и химический состав. Изменение технологии подразумевало изменение формы зуба. В качестве исходного компонента также использовался более чистый порошок вольфрама. Результаты и обсуждение. Разработаны и освоены новые способы выполнения технологических операций по изготовлению твердосплавных зубьев (штифтов) и стальных штифтовых долот. При изготовлении вольфрамокобальтовых зубьев использовался твердый сплав ВК10КС, для производства которого применялся порошок карбида вольфрама, синтезированный карбидизацией очищенного порошка вольфрама. Форма поверхности зубьев была изменена с баллистической на полубаллистическую. В качестве связующего использовался металлический порошок кобальта. Штифтовые долота типа КНШ 40´25 изготовлены из стали 35ХГС. Испытания экспериментальных долот проводились на нескольких рудниках, в результате чего была установлена их пригодность для бурения пород с твердостью f? = 14…18. Результаты промышленной эксплуатации показали, что стойкость зубьев долот, изготовленных АО «Алмалыкский ГМК», незначительно уступает долотам европейских производителей. При этом стоимость таких долот в разы ниже.

1. Жуков И.А., Голиков Н.С., Мартюшев Н.В. Рационализация конструкции секции скребкового конвейера средствами автоматизированного метода анализа прочностных характеристик // Устойчивое развитие горных территорий. – 2022. – Т. 14, № 1. – С. 142–150. – DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-1-142-150.

2. Логический подход к построению модели машинного обучения для оценки устойчивого развития горных территорий / С.В. Галачиева, С.А. Махошева, Л.А. Лютикова, А.М. Тлехугов // Устойчивое развитие горных территорий. – 2023. – Т. 15, № 4. – С. 921–928. – DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-4-921-928.

3. Клюев Р.В. Системный анализ методов расчета систем электроснабжения карьеров // Устойчивое развитие горных территорий. – 2024. – Т. 16, № 1. – С. 302–310. – DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-1-302-310.

4. Simulation analysis of rock braking mechanism of tunnel boring machine / L. Zhu, T. Wei, B. Liu, T. Yu // Technical Gazette. – 2016. – Vol. 23 (6). – P. 1585–1590. – DOI: 10.17559/TV-20141107084349.

5. The resource efficiency assessment technique for the foundry production / I.G. Vidayev, N.V. Martyushev, A.S. Ivashutenko, A.M. Bogdan // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 880. – P. 141–145. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.880.141.

6. Research on slim-hole drilling technology for shale gas geological survey in China / H. Zhao, H. Wu, L. Shen, Zh. Zhu, Y. Shan // Petroleum Research. – 2024. – Vol. 9 (3). – P. 451–461. – DOI: 10.1016/j.ptlrs.2024.03.006.

7. Influence of W addition on microstructure and mechanical properties of Al-12%Si alloys / A. Zykova, N. Martyushev, V. Skeeba, D. Zadkov, A. Kuzkin // Materials. – 2019. – Vol. 12 (6). – P. 981. – DOI: 10.3390/ma12060981.

8. Hard rock cutting with high pressure jets in various ambient pressure regimes / T. Stoxreiter, A. Martin, D. Teza, R. Galler // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2018. – Vol. 108. – P. 179–188. – DOI: 10.1016/j.ijrmms.2018.06.007.

9. Ardashkin I.B., Yakovlev A.N. Evaluation of the resource efficiency of foundry technologies: methodological aspect // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 1040. – P. 912–916. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1040.912.

10. Balci C., Bilgin N. Correlative study of linear small and full-scale rock cutting tests to select mechanized excavation machines // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. – 2007. – Vol. 44 (3). – P. 468–476. – DOI: 10.1016/j.ijrmms.2006.09.001.

11. Zverev E.A., Skeeba V.Yu. Integrated quality ensuring technique of plasma wear resistant coatings // Key Engineering Materials. – 2017. – Vol. 736. – P. 132–137. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.736.132.

12. Niu Z., Jiao F., Cheng K. An innovative investigation on chip formation mechanisms in micro-milling using natural diamond and tungsten carbide tools // Journal of Manufacturing Processes. – 2018. – Vol. 31 (1). – P. 382–394. – DOI: 10.1016/j.jmapro.2017.11.023.

13. Numerical simulation of temperature field in steel under action of electron beam heating source / V.Yu. Skeeba, V.V. Ivancivsky, N.V. Martyushev, N.V. Vakhrushev, A.K. Zhigulev // Key Engineering Materials. – 2016. – Vol. 712. – P. 105–111. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.712.105.

14. Self-rotatory performance of conical cutter interacted with rock material / X. Liu, P. Tang, X. Li, M. Tian // Engineering Failure Analysis. – 2017. – Vol. 80. – P. 197–209. – DOI: 10.1016/j.engfailanal.2017.06.030.

15. Efficiency of well drilling with air blowing based on the use of a vortex tube / J.B. Toshov, K.T. Sherov, B.N. Absadykov, R.U. Djuraev, M.R. Sikhimbayev // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences. – 2023. – Vol. 4 (460). – P. 225–235. – DOI: 10.32014/2023.2518-170X.331.

16. Теплякова А.В., Жуков И.А., Мартюшев Н.В. Применение бурильных машин с ударным кулачковым механизмом в различных горно-геологических условиях // Устойчивое развитие горных территорий. – 2022. – Т. 14, № 3. – С. 501–511. – DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-3-501-511.

17. Куликова Е.Ю., Баловцев С.В., Скопинцева О.В. Комплексная оценка геотехнических рисков в шахтном и подземном строительстве // Устойчивое развитие горных территорий. – 2023. – Т. 15, № 1. – С. 7–16. DOI: 10.21177/1998-4502-2023-15-1-7-16.

18. Toshov J.B. The questions of the dynamics of drilling bit on the surface of well bottom // Archives of Mining Sciences. – 2016. – Vol. 61 (2). – P. 275–283. – DOI: 10.1515/amsc-2016-0020.

19. Analysis of interaction of rock breaking tool with rock in the drilling process / J.B. Toshov, K.T. Sherov, M.R. Sikhimbayev, B.N. Absadykov, A. Esirkepov // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of Geology and Technical Sciences. – 2024. – Vol. 1 (463). – P. 271–281. – DOI: 10.32014/2024.2518-170X.380.

20. Башлык С.М., Загибайло Г.Т. Бурение скважин. – М.: Недра, 1983. – 447 с.

21. Kinematic features of a new drill bit of the tornado-like bottom-hole model / J. Tian, X. Pang, Z. Liang, L. Yang, L. Zhang, Q. Wei, Y. Li, Y. Zhu // Acta Petrolei Sinica. – 2013. – Vol. 34 (6). – P. 1163–1167.

22. Мендебаев Т.Н., Смашов Н.Ж. Многокамерная забойная гидромашина роторного типа для бурения скважин // Устойчивое развитие горных территорий. – 2022. – Т. 14, № 2. – С. 303–309. – DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-2-303-309.

23. Породорежущий инструмент для геологоразведочных скважин: cправочник / Н.И. Корнилов, Л.К. Берестень, Д.И. Коган, В.С. Травкин. – М.: Недра, 1979. – 359 с.

24. Справочник инженера по бурению разведочных скважин. Т. 1 / под общ. ред. Е.А. Козловского. – М.: Недра, 1984. – 512 с.