Le but de la carburisation des tiges de forage durant le processus de production.

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Le principal objectif de la carbonisation de la tige de forage d'un perforateur rocheux pendant le processus de production est d'optimiser l'équilibre entre les propriétés de surface et de cœur du matériau, et d'améliorer sa durabilité et sa fiabilité dans des conditions de travail difficiles. Voici l'objectif spécifique et l'analyse technique du traitement de carbonisation :

1. Améliorer la dureté de surface et la résistance à l'usure

-Mécanisme : La carbonisation est réalisée en infiltrant des éléments de carbone dans la surface de la tige de forage, formant une couche riche en carbone (généralement avec un teneur en carbone de 0,8 % à 1,2 %), suivie d'un trempage et d'un revenu à basse température, entraînant la formation d'une structure martensitique de haute dureté à la surface.
– Effet : La dureté de surface peut atteindre HRC 58-64, améliorant significativement la résistance à l'usure, en traitant les problèmes d'usure causés par les frottements avec des roches, et en prolongeant la durée de vie des tubes de forage.

2. Maintenir la résilience cardiaque pour résister à l'impact.

-Choix des matériaux : La matrice de tige de forage est généralement en acier au carbone faible (tel que 20CrMnTi), qui a une faible teneur en carbone dans le noyau après la carburolisation (environ 0,1 % - 0,3 %), une faible capacité de durcissement et conserve une structure ductile (comme ferrite+perlite).
- Équilibre de performance : Le noyau à haute résistance peut absorber l'énergie d'impact, prévenir la fracture fragile des tiges de forage lors d'opérations à impact haute fréquence et s'adapter aux conditions de charge dynamique élevée des marteaux de forage.

3. Optimiser la distribution des contraintes résiduelles

-Influence du processusLe volume de la couche carburée se dilate lors du refroidissement, formant une contrainte de compression à la surface, compensant la contrainte de traction pendant l'opération et retardant l'initiation des fissures.Amélioration de la résistance à la fatigue : L'état de contrainte de compression à la surface peut augmenter la résistance à la fatigue en flexion des tiges de forage (d'environ 30 % à 50 %), réduisant ainsi les défaillances par fatigue causées par le stress cyclique.

4. Économie et adaptabilité des processus

-Rentabilité : Par rapport à l'acier à haute teneur en alliages, le traitement par carburisation réduit les coûts des matériaux tout en garantissant la performance, ce qui le rend adapté à la production en masse.
-Contrôle de la profondeur : La profondeur de la couche carburopurée est généralement conçue pour être de 0,8 à 1,5 mm (ajustée en fonction du diamètre de la tige de forage), en tenant compte des exigences de résistance à l'usure et en évitant une épaisseur excessive de la couche fragile.

5. Autres avantages auxiliaires

- Amélioration de la performance anti-morsure : La surface à haute dureté réduit l'usure adhésive au contact des roches.
-Stabilité dimensionnelle : Le revenu à basse température (180-220 ℃) réduit la déformation tout en maintenant la dureté, garantissant ainsi l'exactitude géométrique de la tige de perçage.

Précautions

-Contrôle du procédé : Un contrôle précis de la température de carbonisation (900-930 ℃), du temps et du potentiel en carbone est nécessaire pour éviter l'agglomération des grains ou une carbonisation excessive entraînant de la fragilité.
- Traitement ultérieur : Le meulage est nécessaire après le carburage pour éliminer la couche d'oxyde et garantir la précision de l'assemblage.
Grâce au traitement de carburisation, la tige de forage du perforateur atteint une performance graduée de « dureté externe et ténacité interne », et sa durée de vie utile globale peut être augmentée de 2 à 3 fois par rapport aux tiges de forage non traitées. C'est un processus clé qui équilibre performance et économie.