复合材料钻头
『壹』 镶有人造金刚石复合材料TVESAL 的钻头
中硬－硬岩石的钻探工作量在国家地质勘探任务中占相当大的比例。本书第三章讲到，对于中硬和部分硬岩石可以用PDC钻头取得很好的钻探效果。但是，由于PDC钻头切削具出刃很大(相对于普通金刚石钻头)，如果把它用于软硬互层和裂隙性地层，可能造成钻具强烈的振动，容易导致切削具宏观破裂或其他事故，从而大幅度降低其钻进效率及工作寿命。而在野外实际生产中，经常会遇到泥岩和硅质岩软硬互层，砂质和泥质页岩软硬互层的现象，甚至在煤田钻探中每个钻孔里都会出现这种情况。令钻探工作者感到困难的是，在砂质和泥质页岩组合地层中经常会遇到坚硬的砂岩，其厚度变化莫测，可以在1.5～100m的范围内波动。用PDC钻头担心遇到裂隙性和非常破碎的砂岩;用普通金刚石钻头钻进，在砂岩中也只能保证机械钻速达到1.2m/h左右的水平。
本书第二章第三节介绍过乌克兰超硬材料研究所近年来研制并生产了以硬质合金为基础，内含人造金刚石的TVESAL复合材料。它具有一系列优良的工作特性，而且可以用比优质金刚石更便宜的AC80T人造金刚石来制成不同形状的TVESAL镶嵌块，以满足不同钻进条件的需求。
为了提高软硬互层岩层中的钻探效率，超硬材料研究所研制了一种既能有效地钻进页岩，又能钻进砂岩的新型ВК钻头。该钻头使用了具有高性能的TVESAL镶嵌体，其结构特点是工作单元接触面积最小，从而可保证足够高的钻进速度，并提高了钻头的坚固性，以适应钻进裂隙性岩石时出现的动载。
研制的ВК1型试验钻头直径93mm，镶有方柱状TVESAL镶嵌体(图4－1)。钻头结构上有8个扇形块，每个扇形块上布置了3×4×10mm的方柱状TVESAL切削单元。为了实现钻进时的孔底重叠，切削具在扇形块上的布置为:第一排———3个切削具相互之间的间隙为0.7mm;第二排———2个切削具间隙为4.5mm;而第三排———又是3个切削具……如此重复。
图4－1镶有方柱状TVESAL的93mmВК1型钻头
在切削具之间的间隙放置钢板，以保护切削具，防止取心钻进过程中出现的动载。
钻头的切削单元用前端防护薄板和后面的支撑板来保护。为了保护钻头的圆周部分免受孔壁的强烈磨损，在每个扇形块下方布置了圆柱形TVESAL单元。
钻头扇形块之间的水口构成了良好的冲洗系统，使钻头在使用粘度较高的泥浆条件下仍能有效地工作。钻头上切削具与孔底的接触面积不超过2.4cm2。
因为TVESAL材料的机械性能比硬质合金更脆，为了防止孔内动载引起镶嵌体的破坏，在设计ВК1型钻头结构时，曾参考CA－3型钻头为硬质合金镶嵌块提供保护措施的办法。在ВК1型钻头各工作单元前面(沿回转方向)整个高度上都设置了梳状防护板，把它们固定在支撑凸台上并包围工作单元。
在水平面上，通过厚度不超过0.5mm的焊缝把工作单元、防护板与钢体连接起来。
使用直径5mm、高度3mm的TVESAL镶嵌体作为钻头的保径单元，通过在钻头外侧钻孔的方式把它们安装进去。
ВК1型TVESAL试验钻头与硬质合金工具的生产试验对比结果列于表4－1。试验钻头曾用于钻进石炭纪岩石，包括Ⅴ～Ⅶ级的砂岩、泥岩和粉砂岩，Ⅵ级的煤和致密的石灰岩，以及Ⅷ～Ⅸ级的砂岩。岩石的平均可钻性等级为5.4～6.2级。这个地区钻进的特征之一是剖面中存在着粘土质岩石，导致钻进过程中泥浆不断变稠，为此必须采用半肋骨钻头或直径为93/97mm的专用扩孔器。试验中所有的ВК1－93mm钻头都带有PC93/97mm扩孔器。
表4－1 镶有TEVSAL的ВК1－93试验钻头和批量硬质合金钻头对比试验结果
钻头试验在两个矿区进行。让TVESAL试验钻头和批量钻头在同一种钻进规程下试验:轴向载荷12kN;转速238r/min。
在顿聂茨克矿区试验时，ВК1型TVESAL试验钻头和CA－3硬质合金钻头同样钻进可钻性Ⅶ级的砂质和泥质页岩，还可能经常遇到Ⅷ～Ⅸ级的砂岩夹层。钻孔深度400～650m。在砂质页岩中CA－3硬质合金钻头的机械钻速达1.8m/h时，平均寿命不超过6m;而在砂岩中的机械钻速减少到1.0～1.5m/h。
ВК1型试验钻头的寿命可达60m，机械钻速2.2m/h。所钻的岩石不仅有页岩，还有很厚的坚硬砂岩夹层。必须指出，钻遇煤层底板时钻头的工作效果并未产生明显变化，其外径出现均匀的磨损。而批量生产的钻头已出现了外侧硬质合金切削具的强烈磨损，导致钻头直径损失过快甚至钻头失效(图4－2)。
在玛基斯克地区钻进的是可钻性Ⅷ级的强裂隙性砂岩地层，孔深400～500m。在这种条件下硬质合金钻头的平均寿命为0.7m。而TVESAL试验钻头的寿命达5～23m(平均11.4m)，平均机械钻速为1.8m/h。甚至在钻进强裂隙性砂岩中，也没有出现过由于TVESAL镶嵌体损坏而使试验钻头失效的现象。
综上所述，所用的ВК1－93型TVESAL试验钻头具有很好的工作性能，就是在特别复杂的地质条件下也能使钻进效率稳步增长。并能在正常钻进中和专门的取心作业中保证必需的岩心采取率。因此，这种类型的钻头能推荐用于钻进Ⅷ级的硬砂岩和可钻性Ⅵ～Ⅸ级的硬夹层。
由含TVESAL的ВК1－93型钻头的生产试验结果还可看出，一般情况下，在钻进泥岩和粉砂岩类时，钻头工作性能的提高幅度并不理想。
图4－2 批量生产的钻头(1)和TVESAL试验钻头(2)在钻进Ⅶ～Ⅸ级岩石中的外径磨损情况
为钻进泥岩和粉砂岩互层，研制了命名为ВК2－93的钻头(图4－3)。在该类钻头中明显减少了切削单元的接触面积，从2.4cm2减至1.44cm2，改善了冲洗体系。此外，该钻头端面的切削具还分别安装在两个错开的环形上。新型钻头的主要特点是，由于减少了钻头底部环圈的总宽度(由ВК1型的11mm减为ВК2型的9mm)，加之在每个切削具的安装位置上还留有内外水槽，从而减少了8个扇形块的接触总面积。
图4－3 含TVESAL的ВК2－93型钻头
ВК2－93型试验钻头与批量硬质合金钻头(各8个)的机械钻速对比试验资料列于表4－2。由试验结果可以看出，ВК2型试验钻头的机械钻速比硬质合金钻头增大了39%～65%。
表4－2 ВК2－93试验钻头与批量钻头的试验结果
『贰』 复合耐磨钢板钻孔，请问用什么材质的钻头急急急
钻头要用整体硬质合金的钻头，不要买焊接的，国内有许多小作坊的焊接钻头不版正，磨阻大、切权削刃角度不好、没准拿淬火的普通碳素钢蒙事。而且整体硬质合金钻头可以自己磨，如果不迸断，至少等于几十个焊接钻头。
新刀刃口锋利的冲击都会引起刃口微崩，建议开始使用新刀时的前几十个孔应特别小心冲击，并缓慢进刀防止崩刃，待刀刃自然钝化后可正常使用，这种做法可大幅度延长刀具使用寿命。
『叁』 有做用于钻碳纤维复合材料的小钻头的吗2.1mm直径。
量少一般合金钻头就可以，一次可以钻50个孔左右，量大用金刚石涂层钻头比较好
『肆』 我想问下钻岩石用的金刚石复合片锚杆钻头的材质是45号圆钢还是其他什么材料有没有进行过热处理谢谢
应该采用DZ50以上牌号的钢材，DZ是地质用钢的标示。 看到你的钻头部分好像是电镀金刚石粉的样子，应该使用调质工具钢，可以钎焊金刚石小粒。