使用潛孔錘加工活塞的新工藝

使用潛孔錘加工活塞的新工藝

一、射孔器活塞的現狀

從活塞所承受的負荷來看，活塞需要具有較高的尺寸精度和表面光潔度，

使其具有良好的密封效果並適應高頻往復運動的特性；同時，

需要有合理的結構設計和良好的熱處理，才能有效傳遞衝擊能量，

具有較高的抗機械磨損和抗衝擊能力。

1 活塞受力理論分析

通孔錘活塞衝擊鑽頭，在很短的時間內，其移動的速度（大小和方向）有劇烈變化，在尺寸和方向時刻急劇變化的周期性變化的動載荷作用下，

活塞的應變不是整體均勻應變，質量的運動不是整體均勻速度，應變和速度是傳播的

以應力波的形式。衝擊旋轉鑽進過程中，潛孔錘利用活塞的衝擊力傳遞應力

透過鑽頭向孔底岩石波動，實現破岩鑽進。潛孔錘的活塞具有可變的

截面結構，應力波在其中傳播並且必然在截面變化處發生透反射，而不僅僅是在鎚頭的端部。

等截面錘承受壓應力，而變截面錘不僅承受壓應力，也承受拉應力。

2衝擊活塞製造及熱處理工藝

衝擊活塞的性能與其製造流程密切相關。不同的材料，其製造工藝也不同。

(1)高碳釩鋼(如T10V)製造活塞製程路線的原料檢驗

（化學成分、顯微、非金屬夾雜物及淬透性）→材料→鍛造→熱處理→檢定→磨削。

(2)20CrMo鋼製造活塞製程路線為鍛造→正火→檢驗→機械加工→熱處理→噴砂→檢驗→磨削。

（3）35C Mr oV鋼製活塞製程路線為鍛造→熱處理→檢驗（硬度）→機械加工→滲碳→檢驗（滲碳層）

→高溫回火→淬火→清洗→低溫回火→噴砂→檢驗→打磨。

3 活塞故障現象

活塞是潛液錘內受力複雜、易損壞的零件。活塞在高壓氣體的驅動下，借助高速衝擊鑽頭，然後通過

鑽頭向孔底岩石衝擊能量的傳遞。衝擊過程中，活塞受力的大小和方向均作週期性變化，約100桶

s內的力量突然增加到幾十噸，甚至更大，然後幾百微秒後，又回到零。長期接觸

反覆的瞬時衝擊力，會在活塞的某些截面產生應力集中，導致活塞損壞，這種損壞在建築中常見

衝擊機械的作業，使活塞發生故障，如：活塞斷裂、活塞頭凹陷、活塞頭金屬剝落等。

在剛開始的試驗過程中，通孔錘活塞的工作壽命很低，斷裂多處，幾乎每個斷裂都在小直徑處。

活塞的零件，有些有縱向裂紋直達小直徑末端，圖2為斷裂活塞的實物圖片。的工作壽命

活塞的好壞將直接影響潛孔錘本身的性能以及侵徹潛孔錘鑽井技術的推廣應用。

其斷裂原因應由活塞的特殊受力狀態來分析。

二、潛水艇活塞加工新工藝

產品

HFD礦用工具是一家立足於自主創新的企業，致力於提高潛孔鑽頭、衝擊器的耐磨性和使用壽命。

HFD礦山工具成功開發了潛孔衝擊器的核心部件。

一、產品原理

金屬表面結晶重塑TM技術從鏡面加工、結晶角度來看是金屬表面加工技術的革命性創新

重塑，研究過程，消除金屬表面的晶體缺陷。 SPIRIT 的 Crystal ResurfaceTM 技術可大幅減少表面

粗糙度並提高金屬表面的疲勞強度、顯微硬度、耐磨性、耐腐蝕性等性能。大大提高了服務水平

潛孔錘的使用壽命。

2.潛孔錘對活塞金屬表面產生六種作用：

1）金屬表面可輕鬆達到鏡面效果，Ra≤0.2μm。

2）金屬表面晶體重塑、晶粒細化。

3）表面顯微硬度提高10%-30%。

4）消除金屬表面的晶體缺陷和壓應力的形成。

5）大大提高金屬表面的耐磨性和耐腐蝕性。

6）顯著提高零件壽命，減輕勞動強度。