DP — Новое поколение твердых сплавов
Концерн SANDVIK является ведущим мировым производителем твердосплавного инструмента для горного дела и строительства, а также изделий и оборудования из стали и твердых сплавов для различных отраслей промышленности. Структурно концерн состоит из шести отраслевых подразделений:
SANDVIK ROCK TOOLS — Горный инструмент. Породоразрушающий инструмент для ударного и вращательного бурения, резцы горных и дорожных машин.
SANDVIK TOOLING — Металлорежущий инструмент.
SANDVIK SAWS & TOOLS — Пилы и инструмент. Пилы и ручной инструмент, включая садовой и слесарно-монтажный, для обработки металлов и древесины.
SANDVIK HARD MATERIALS — Твердые материалы. Инструмент для обработки металлов давлением, износостойкие и конструкционные детали, заготовки из твердых сплавов. Сырьевые материалы.
SANDVIK STEEL — Сталь. Трубы, проволока и лента из специальных (нержавеющих) сталей, присадочные материалы, промышленный инструмент для обработки древесины.
SANDVIK PROCESS SYSTEMS — Технологические системы. Стальные конвейерные ленты и технологическое оборудование (сушка. грануляция, охлаждение) с применением стальной ленты.
Специалисты концерна SANDVIK разработали новую технологию производства твердых сплавов — DP (твердые сплавы двойного назначения Dual Property). Новый материал применяется, в частности, для армирования буровых коронок (долот). Разработка основывается на общеизвестной линейной зависимости износостойкости и вязкости (прочности) традиционных твердых сплавов, согласно которой с повышением износостойкости снижается вязкость.
Штыревые вставки DP состоят из трех зон: внешней оболочки с очень низким содержанием кобальта, промежуточной зоны с высоким cодержанием кобальта и ядра с минимальным содержанием кобальта.
Внешняя зона и ядро намного тверже любой стандартной твердосплавной вставки, а средняя зона (наименьшая по объему) характеризуется максимальной прочностью. Используя свойства линейного термического расширения материала в этих зонах, можно достичь состояния, при котором внешняя (очень твердая) зона будет испытывать постоянное сжимающее напряжение. Это позволяет избежать концентрации и распространения трещин даже при бурении в сложных горно-геологических условиях. Прочность вставки обеспечивается сочетанием остаточного напряжения сжатия материала и эффекта «амортизации» промежуточной зоны с высоким содержанием кобальта.
Реализация всех возможностей нового материала на практике зависит от правильного выбора свойств и, особенно, от конструкции долота. Например, для мягких неабразивных пород следует применять вставки конической формы из сплава повышенной прочности (DP55). Для пород средней абразивности (мягких, средних или твердых) необходимо прочное и износостойкое долото со сферической вставкой марки DP60, а для абразивных пород — прочное, с весьма высокой износостойкостью и со вставкой большого диаметра марки DP65.
Применение новых материалов в буровом инструменте привело к росту производительности бурения. Так, при прокладке тоннеля в известняках с помощью долота для бурения шпуров диаметром 45 мм, армированное коническими штыревыми вставками марки DP55, было пробурено 3121 м при механической скорости бурения 1,96 м/мин. Для долота, армированного сферическими вставками из обычного твердого сплава, эти показатели составили соответственно 1000 м и 1,48 м/мин. Аналогичные результаты достигнуты при бурении кварцитов, песчаников, гранитов в Норвегии, США, Японии и др.
Эксплуатация шарошечных долот новой конструкции со вставками типа DP показала, что на таких высокоабразивных породах, как кварцит и кремний, скорость бурения возрастает на 30%, а их ресурс — на 50%. Увеличение скорости на 30% обеспечивает прирост производительности от 10 до 20%.
