用于切割研磨的金属粒的制作方法

文档序号:5383368

专利名称::用于切割研磨的金属粒的制作方法
技术领域
:本实用新型涉及工业上用的切割研磨材料,尤其涉及地质勘察及矿山坚硬岩石钻凿掘进。钻凿掘进所使用的钻头刃具通常是硬质合金和金刚石材料制造,其造价昂贵;遇坚硬岩石钻头容易磨损损坏。例如在地质勘察采用圆柱形的钢粒作切割,存在一定缺点。本实用新型的目的在于提供一种能够钻凿坚硬岩石,而且价格便宜的切割研磨材料,从而提高钻凿速度,并降低了成本。上述目的实现在于设计制造了一种金属粒是多棱柱体的形状。以下结合附图和实例作进一步的描述图1五棱柱体的正视图图2五棱柱体的俯视图本实用新型金属粒,为三棱、五棱、七棱、九棱柱体;其外接圆直径d与长度相等;视不同的加工需要以毫米、厘米、分米为计量单位(尺寸范围0.1~150mm)来进行生产制造,其制造工序为首先通过相应形体的拉丝模拉金属丝,然后切断,再经淬火和回火热处理,即成为产品;其材质为金属,包括所有纯金属及其合金,具体由所需应用领域中加工对象和加工目的所决定。金属粒被广泛应用,特别是应用于岩石钻凿,其机理在于利用散体金属粒棱角的刮削,以及金属粒本身被破碎产生新的棱角,也起着碎岩的作用,整粒和破碎粒的翻滚滑移运动迫使钻头强迫振动产生着动力碎岩作用。在实际应用中,金属粒承受的力与所需要的力之间相差二、三个数量级,而金属粒仍然能钻凿坚硬岩石。重要原因就是金属粒的载荷会大加集中而远远超过平均值。这与金属粒是棱柱体有关第一,金属粒的纵断面的对角线增加,如图1五棱金属粒的外接直径d以3.5mm计算,棱面距为3.17mm,纵断面的对角线长4.46和4.49mm,金属粒在碎岩过程中逐渐变碎,磨损也不均匀,加剧了尺寸差的变化范围。只要有一颗金属粒直立,当它竖滚和倾倒过程中,则以其对角线方向承载,则其余金属粒则不能同钻头磨损面接触。第二,金属粒钻凿时孔壁间隙和与岩芯的间隙较大,钻头在径向有活动余地,粗径钻具就会歪斜,运动时呈摇摆状态,正压力和回转力不均匀,能瞬时集中于少量金属粒上。第三,金属粒在孔底受各种力的作用处于平衡状态,加上钻孔容易发生偏斜,金属粒的工作位置不稳定,不可能互相挤紧,尺寸差越大,金属粒在孔底分布越不均匀。第四,金属粒不是连续破碎岩石的,受与钻头的连系力和与岩石的抵抗力的制约,是重复侵入和带上的交替过程,孔底表面和钻头表面不平,造成作用力集中,且金属粒在钻头径向方面的分布类似滚珠轴承,最下端的金属粒受力最大,向上至两侧面的力则降低。综上所述,说明这种棱柱体的形状决定了与钻头和岩石同时真实接触的金属粒是少数,而作用载荷又能集中作用,单位接触面积上的合力(包括压力和水平力)就能达到很高,使岩石产生动力体积破碎和动力疲劳破碎。以下为钢质金属粒实施实例。例1用设备油压650型钻机,BW200/30水泵,孔深200~270m,岩石可钻性等级8--11级。钻进规程参数选用对φ130毫米钻头,压力850~950Kg,转速146r/min,泵量30~40L/min,投钢粒6Kg,对φ110mm钻头,压力850Kg,转数146r/min,泵量40~50L/min,投钢粒2.8Kg。与圆柱形金属粒对比了18个钻进回次,其结果如表1。由表1可知对8--9,9--10和11级岩石多棱柱体金属粒比圆柱钢粒的机械钻速依次提高22%,59.2%和91.5%。例2实例1作业参数不变,对11级黑色石英岩钻进,结果见表2。</tables>由表2可知对11级岩石,棱柱体金属粒比圆柱体钢粒的机械钻速提高100%,金属粒比耗降低187.2%,且回次进尺平均提高120.9%。总之,实践证明,多棱柱体金属粒能大幅度提高钻凿效率,岩石越硬提高得越多,而且金属粒消耗降低。权利要求1.一种用于切割研磨的金属粒,其特征在于金属粒的形状为棱柱体。2.根据权利要求1所述的金属粒,其特征在于所述的棱柱体形状为三棱、五棱、七棱、九棱柱体。3.根据权利要求1所述的金属粒,其特征在于所述的棱柱体的直径与长度相等。4.根据权利要求1所述的金属粒,其特征在于所述的棱柱体的大小以毫米、厘米、分米为单位计量。5.根据权利要求1所述的金属粒,其特征在于所述的棱柱体的金属包括所有纯金属及其合金。专利摘要用于切割研磨的金属粒其特征在于金属粒分别是三、五、七、九棱柱。该金属粒被应用于岩石钻凿,在于利用其棱角刮削及其本身在碎岩过程中被破碎产生新的棱角所起高频微冲击碎岩的作用,在实际应用中多棱柱体金属粒能大幅度提高钻凿效率,岩石越硬提高得越多,而且金属粒消耗降低。文档编号E21B7/00GK2084508SQ9121220公开日1991年9月11日申请日期1991年2月5日优先权日1991年2月5日发明者高森申请人:中南工业大学
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