Vì sao một số dụng cụ khoan đá vẫn sắc bén và bền bỉ: Bước xử lý nhiệt mà bạn không thể nhìn thấy
Hai cần khoan có thể được làm từ loại thép tương tự nhau nhưng vẫn hoạt động rất khác nhau dưới lòng đất.
Một loại có thể chịu được hàng trăm lỗ thủng. Loại kia thì nhanh mòn, nứt hoặc vỡ khi va đập. Sự khác biệt này không phải lúc nào cũng thể hiện rõ trong catalogue, và không chỉ được giải thích bằng mác thép.
Thông thường, yếu tố quyết định là xử lý nhiệt.
Đối với cần khoan đá, bộ chuyển đổi chuôi, thân mũi khoan và các dụng cụ va đập khác, xử lý nhiệt quyết định sự cân bằng giữa độ cứng bề mặt và độ dẻo dai bên trong của thép. Sự cân bằng đó cho phép dụng cụ chống mài mòn mà không trở nên giòn dễ gây nguy hiểm.
Chỉ độ cứng thôi là chưa đủ.
Dụng cụ khoan đá hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. Nó phải chịu đựng những va đập, rung động, ma sát, uốn cong và tiếp xúc lặp đi lặp lại với đá mài mòn.
Bề mặt mềm sẽ nhanh bị mòn. Dụng cụ có độ cứng không đủ có thể bị biến dạng, giảm hiệu quả khoan và làm hỏng mối nối giữa cần và mũi khoan.
Nhưng việc làm cho toàn bộ dụng cụ trở nên cực kỳ cứng lại tạo ra một vấn đề khác. Thép quá cứng đồng nhất có thể trở nên giòn. Dưới tác động lặp đi lặp lại, nó có thể bị vỡ vụn hoặc gãy thay vì hấp thụ lực.
Mục tiêu không phải là đạt độ cứng tối đa ở mọi nơi.
Mục tiêu là tạo ra một bề mặt làm việc cứng cáp, chống mài mòn, được hỗ trợ bởi một lõi chắc chắn hơn.
Tôi luyện tạo ra cấu trúc cứng
Tôi luyện là giai đoạn được sử dụng để tăng độ cứng của thép.
Thép được nung nóng đến nhiệt độ được kiểm soát và sau đó làm nguội nhanh chóng theo một quy trình xác định. Điều này làm thay đổi cấu trúc bên trong của vật liệu và tạo ra một bề mặt cứng hơn, có khả năng chống mài mòn.
Đối với cần khoan hoặc bộ chuyển đổi chuôi khoan, việc tôi luyện đúng cách có thể giúp dụng cụ chịu được:
Tác động lặp đi lặp lại của pít-tông
Sự mài mòn do bụi đá
Mòn do tiếp xúc tại phần côn hoặc ren
Biến dạng cục bộ
Chu kỳ khoan tần số cao
Quá trình này phải được kiểm soát cẩn thận. Làm nguội quá nhanh, quá chậm hoặc không đều có thể gây ra biến dạng, ứng suất dư hoặc độ cứng không đồng nhất trên toàn bộ chi tiết.
Đó là lý do tại sao một công cụ hoàn thiện không thể được đánh giá chỉ dựa trên vẻ bề ngoài.
Tôi luyện giúp lõi thép không bị giòn.
Tôi luyện giúp tăng độ cứng, nhưng cũng có thể tạo ra ứng suất bên trong thép. Nếu dụng cụ được sử dụng ngay lập tức trong điều kiện này, cấu trúc đã được tôi cứng có thể quá giòn để khoan bằng búa.
Tôi luyện được thực hiện sau khi làm nguội để giảm ứng suất bên trong và cải thiện độ dẻo dai.
Đây là nơi công cụ này phát huy sự cân bằng thường được mô tả là "cứng cáp bên ngoài, bền bỉ bên trong". Bề mặt chống mài mòn, trong khi lõi có thể hấp thụ va đập mà không dễ bị nứt.
Một dụng cụ được tôi luyện tốt không nhất thiết phải mềm. Nó cần đủ độ bền để chịu được sóng xung kích truyền qua thép trong mỗi chu kỳ khoan.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với:
Thanh khoan nối dài
Thanh khoan liền khối
Bộ chuyển đổi trục
Các thành phần ghép nối
các bộ phận búa DTH
Thân mũi khoan búa
Tôi cacbon và độ dốc độ cứng
Một số chi tiết khoan sử dụng phương pháp thấm cacbon hoặc các quy trình làm cứng bề mặt tương tự. Trong quá trình thấm cacbon, cacbon được đưa vào lớp ngoài của thép. Bề mặt sau đó có thể được làm cứng trong khi lõi có hàm lượng cacbon thấp hơn vẫn giữ được độ dẻo dai cao hơn.
Kết quả không chỉ đơn thuần là một giá trị độ cứng duy nhất. Đó là một sự thay đổi độ cứng từ bề mặt vào sâu bên trong.
Đối với người mua, điều này đặt ra một số câu hỏi hữu ích:
Lớp cứng này dày bao nhiêu?
Độ cứng có đồng đều xung quanh chi tiết không?
Liệu phần lõi có còn đủ độ dai không?
Liệu bộ phận đó có bị biến dạng trong quá trình điều trị không?
Liệu quy trình này có phù hợp với điều kiện va đập và mài mòn thực tế không?
Lớp phủ cứng quá mỏng hoặc không đều có thể bị mòn nhanh chóng. Bề mặt quá cứng hoặc được hỗ trợ kém có thể bị nứt. Quy trình phải phù hợp với thiết kế của chi tiết và cách thức sử dụng dụng cụ.
Xử lý nhiệt không thể khắc phục được lỗi thiết kế dụng cụ.
Xử lý nhiệt rất quan trọng, nhưng nó không thể thay thế cho kỹ thuật chế tạo chính xác.
Cần khoan vẫn có thể bị hỏng nếu:
Ren này không khớp với mũi khoan đá.
Thanh bị uốn cong trong quá trình hoạt động.
Ống lót dẫn hướng bị mòn nghiêm trọng
Mũi khoan được sử dụng vượt quá giới hạn mài mòn cho phép.
Việc xả nước không đủ
Góc khoan tạo ra hiện tượng uốn cong quá mức.
Công cụ này được lắp ráp với lực quá mạnh.
Loại thép này không phù hợp cho ứng dụng này.
Ngay cả dụng cụ được xử lý nhiệt mạnh nhất cũng sẽ không bền nếu hệ thống khoan bị lệch hoặc vận hành ngoài điều kiện dự định.
Đó là lý do tại sao tuổi thọ dụng cụ phụ thuộc vào sự kết hợp hoàn chỉnh của mác thép, hình dạng hình học, xử lý nhiệt, độ chính xác gia công, thiết bị khoan và kỹ năng của người vận hành.
Làm thế nào để nhận biết vấn đề trong quá trình xử lý nhiệt?
Các triệu chứng thực tế không thể chỉ ra mọi vấn đề về luyện kim, nhưng một số dạng vấn đề nhất định cần được điều tra.
Nếu bề mặt bị mòn nhanh bất thường, có thể do chất liệu vỏ quá mềm, quá mỏng hoặc không đồng nhất.
Nếu dụng cụ bị sứt mẻ hoặc gãy đột ngột dưới tải trọng bình thường, nguyên nhân có thể là do độ cứng quá cao, ứng suất dư, tôi luyện kém hoặc quá tải trong quá trình vận hành.
Nếu chỉ có một khu vực cho thấy dấu hiệu mài mòn bất thường, hãy kiểm tra độ thẳng hàng, khả năng làm mát, chất lượng gia công và tính đồng nhất của quá trình xử lý nhiệt cục bộ.
Khi sự cố lặp lại, đừng chỉ đơn giản là đặt mua thêm cùng một bộ phận. Hãy ghi lại vị trí xảy ra sự cố, thời gian hoạt động của dụng cụ, loại đá đã được khoan và liệu sự cố đó liên quan đến mài mòn, cong vênh, nứt vỡ hay hư hỏng ren.
Thông tin đó giúp phân biệt vấn đề về vật liệu với vấn đề về thiết bị hoặc vận hành.
Người mua nên hỏi nhà cung cấp những câu hỏi gì?
Khi mua dụng cụ khoan đá, hãy hỏi nhiều hơn là chỉ "Dụng cụ này được làm từ loại thép nào?"
Danh sách kiểm tra nhà cung cấp thực tế bao gồm:
Loại thép nào được sử dụng cho bộ phận này?
Quá trình xử lý nhiệt nào được áp dụng?
Độ cứng bề mặt đã được kiểm tra chưa?
Độ bền hoặc độ cứng của lõi đã được kiểm tra chưa?
Độ dày lớp tôi cứng có được kiểm soát không?
Sự biến dạng về kích thước được đo như thế nào?
Liệu các mẫu sản phẩm có được kiểm tra từ mỗi lô sản xuất không?
Sản phẩm này có phù hợp với loại đá và thiết bị khoan dự định sử dụng không?
Các nhà sản xuất đáng tin cậy cần có khả năng giải thích quy trình kiểm soát chất lượng của họ mà không cần che giấu đằng sau một con số độ cứng duy nhất.
Kết quả dễ thấy nhất là tuổi thọ dụng cụ được kéo dài hơn.
Quá trình xử lý nhiệt tốt thường không thể nhận thấy sau khi dụng cụ rời khỏi nhà máy, nhưng hiệu quả của nó lại rất rõ rệt tại công trường.
Thanh giữ nguyên hình dạng. Bộ chuyển đổi chuôi giữ chặt ren. Thân mũi khoan chống biến dạng. Dụng cụ chịu được va đập lặp đi lặp lại mà không bị nứt sớm, và đội khoan sẽ tốn ít thời gian hơn để thay thế các bộ phận.
Gaea Rock cung cấp cần khoan đá, bộ chuyển đổi chuôi, mũi khoan, búa khoan thẳng đứng (DTH), mũi khoan DTH và các dụng cụ khoan liên quan. Xử lý nhiệt đúng cách, gia công chính xác và sự phù hợp với hệ thống khoan là rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất ổn định trong khai thác mỏ, khai thác đá, đào hầm và xây dựng.
Câu hỏi đúng không chỉ đơn thuần là liệu một công cụ có khó sử dụng hay không.
Điều quan trọng là dụng cụ đó phải đủ cứng ở những nơi cần chống mài mòn, đủ bền ở những nơi cần hấp thụ va đập và có độ đồng nhất cao trong toàn bộ lô sản xuất hay không.
