用於切割研磨的金屬粒的製作方法

2023-07-14 05:00:21 2

專利名稱：：用於切割研磨的金屬粒的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及工業上用的切割研磨材料，尤其涉及地質勘察及礦山堅硬巖石鑽鑿掘進。鑽鑿掘進所使用的鑽頭刃具通常是硬質合金和金剛石材料製造，其造價昂貴；遇堅硬巖石鑽頭容易磨損損壞。例如在地質勘察採用圓柱形的鋼粒作切割，存在一定缺點。本實用新型的目的在於提供一種能夠鑽鑿堅硬巖石，而且價格便宜的切割研磨材料，從而提高鑽鑿速度，並降低了成本。上述目的實現在於設計製造了一種金屬粒是多稜柱體的形狀。以下結合附圖和實例作進一步的描述圖1五稜柱體的正視圖圖2五稜柱體的俯視圖本實用新型金屬粒，為三稜、五稜、七稜、九稜柱體；其外接圓直徑d與長度相等；視不同的加工需要以毫米、釐米、分米為計量單位(尺寸範圍0.1～150mm)來進行生產製造，其製造工序為首先通過相應形體的拉絲模拉金屬絲，然後切斷，再經淬火和回火熱處理，即成為產品；其材質為金屬，包括所有純金屬及其合金，具體由所需應用領域中加工對象和加工目的所決定。金屬粒被廣泛應用，特別是應用於巖石鑽鑿，其機理在於利用散體金屬粒稜角的刮削，以及金屬粒本身被破碎產生新的稜角，也起著碎巖的作用，整粒和破碎粒的翻滾滑移運動迫使鑽頭強迫振動產生著動力碎巖作用。在實際應用中，金屬粒承受的力與所需要的力之間相差二、三個數量級，而金屬粒仍然能鑽鑿堅硬巖石。重要原因就是金屬粒的載荷會大加集中而遠遠超過平均值。這與金屬粒是稜柱體有關第一，金屬粒的縱斷面的對角線增加，如圖1五稜金屬粒的外接直徑d以3.5mm計算，稜面距為3.17mm，縱斷面的對角線長4.46和4.49mm，金屬粒在碎巖過程中逐漸變碎，磨損也不均勻，加劇了尺寸差的變化範圍。只要有一顆金屬粒直立，當它豎滾和傾倒過程中，則以其對角線方向承載，則其餘金屬粒則不能同鑽頭磨損面接觸。第二，金屬粒鑽鑿時孔壁間隙和與巖芯的間隙較大，鑽頭在徑向有活動餘地，粗徑鑽具就會歪斜，運動時呈搖擺狀態，正壓力和迴轉力不均勻，能瞬時集中於少量金屬粒上。第三，金屬粒在孔底受各種力的作用處於平衡狀態，加上鑽孔容易發生偏斜，金屬粒的工作位置不穩定，不可能互相擠緊，尺寸差越大，金屬粒在孔底分布越不均勻。第四，金屬粒不是連續破碎巖石的，受與鑽頭的連繫力和與巖石的抵抗力的制約，是重複侵入和帶上的交替過程，孔底表面和鑽頭表面不平，造成作用力集中，且金屬粒在鑽頭徑向方面的分布類似滾珠軸承，最下端的金屬粒受力最大，向上至兩側面的力則降低。綜上所述，說明這種稜柱體的形狀決定了與鑽頭和巖石同時真實接觸的金屬粒是少數，而作用載荷又能集中作用，單位接觸面積上的合力(包括壓力和水平力)就能達到很高，使巖石產生動力體積破碎和動力疲勞破碎。以下為鋼質金屬粒實施實例。例1用設備油壓650型鑽機，BW200／30水泵，孔深200～270m，巖石可鑽性等級8－－11級。鑽進規程參數選用對φ130毫米鑽頭，壓力850～950Kg，轉速146r／min，泵量30～40L／min，投鋼粒6Kg，對φ110mm鑽頭，壓力850Kg，轉數146r／min，泵量40～50L／min，投鋼粒2.8Kg。與圓柱形金屬粒對比了18個鑽進回次，其結果如表1。由表1可知對8－－9，9－－10和11級巖石多稜柱體金屬粒比圓柱鋼粒的機械鑽速依次提高22％，59.2％和91.5％。例2實例1作業參數不變，對11級黑色石英巖鑽進，結果見表2。由表2可知對11級巖石，稜柱體金屬粒比圓柱體鋼粒的機械鑽速提高100％，金屬粒比耗降低187.2％，且回次進尺平均提高120.9％。總之，實踐證明，多稜柱體金屬粒能大幅度提高鑽鑿效率，巖石越硬提高得越多，而且金屬粒消耗降低。權利要求1.一種用於切割研磨的金屬粒，其特徵在於金屬粒的形狀為稜柱體。2.根據權利要求1所述的金屬粒，其特徵在於所述的稜柱體形狀為三稜、五稜、七稜、九稜柱體。3.根據權利要求1所述的金屬粒，其特徵在於所述的稜柱體的直徑與長度相等。4.根據權利要求1所述的金屬粒，其特徵在於所述的稜柱體的大小以毫米、釐米、分米為單位計量。5.根據權利要求1所述的金屬粒，其特徵在於所述的稜柱體的金屬包括所有純金屬及其合金。專利摘要用於切割研磨的金屬粒其特徵在於金屬粒分別是三、五、七、九稜柱。該金屬粒被應用於巖石鑽鑿，在於利用其稜角刮削及其本身在碎巖過程中被破碎產生新的稜角所起高頻微衝擊碎巖的作用，在實際應用中多稜柱體金屬粒能大幅度提高鑽鑿效率，巖石越硬提高得越多，而且金屬粒消耗降低。文檔編號E21B7/00GK2084508SQ9121220公開日1991年9月11日申請日期1991年2月5日優先權日1991年2月5日發明者高森申請人:中南工業大學