碳化鎢按鈕的 7 種失效模式

作為碳化鎢按鈕製造商，我們發現許多客戶正在遭受有關碳化鎢失效的問題。這些問題可以磨料磨損、熱疲勞、剝落、內部裂紋、硬質合金按鈕非外露部分斷裂、剪切斷裂、表面裂紋.要解決這些問題，我們應該弄清楚這些失效模式是什麼，並觀察硬質合金鈕扣最容易損壞和磨損的地方，即硬質合金鈕扣斷裂面。在本文中，我們將討論這 7 種故障模式以及解決它們的建議。

1、磨料磨損

什麼是磨粒磨損？

磨料磨損發生在硬質合金球形物與岩石之間的碰撞和摩擦過程中。這是一種正常且不可避免的失效模式，也是鑽頭最終的失效模式。一般來說，中央按鈕和儀表按鈕的磨損是不同的。越靠近邊緣的硬質合金鈕扣，或工作時線速度越高的鈕扣，與岩石的相對摩擦力越大，磨損越嚴重。

建議

當只有磨粒磨損時，我們可以適當提高硬質合金按鈕的耐磨性。我們可以通過降低鈷含量或細化WC晶粒來達到目的。我們應該注意的是，儀表按鈕的耐磨性必須高於中央按鈕。如果存在其他故障可能性，增加的剛度可能會適得其反。

2.熱疲勞

什麼是熱疲勞？

熱疲勞是由於碳化鎢開採尖端之間的衝擊和摩擦而產生的高溫，可高達700°C左右。當鈕齒表面存在相交的半穩定裂紋時，從硬質合金鈕扣的外觀可以觀察到。嚴重的熱疲勞會完全損壞硬質合金球齒並使鑽頭磨損。

建議

1、降低合金中的鈷含量，降低碳化鎢鈕扣的熱膨脹係數；

2、可以加大碳化鎢粉的粒徑，增加導熱性，使摩擦產生的高溫及時釋放；

3、可以利用WC晶粒的非均勻結構，保證合理的抗熱疲勞性、耐磨性、韌性；

4、我們可以重新設計鑽頭，減少按鈕的外露面積；

3. 剝落

什麼是剝落？

剝落是一個術語，用於描述已經開裂並從基材上分層的混凝土區域。在硬質合金行業，它指的是一種失效模式。硬質合金按鈕與岩石的接觸面受力不均勻，在這些力的反復作用下形成裂紋。合金的韌性太低，無法阻止裂紋擴展，導致碳化鎢按鈕剝落。

對於那些硬度較高、韌性較低的硬質合金球齒，出現明顯的剝落現象，會大大縮短鑽頭的使用壽命。碳化鎢鈕扣的剝落尺寸與合金成分、WC 晶粒尺寸和鈷相的平均自由程有關。

建議

這個問題的關鍵是如何提高硬質合金球鈕的韌性。在製造中，我們可以通過增加合金中的鈷含量和細化WC晶粒來提高硬質合金按鈕的韌性。

4、內部裂紋

什麼是內部裂縫？

內部裂紋是鎢內部結構產生的裂紋硬質合金按鈕，也稱為早期致命故障。斷面有光滑部分，又稱鏡面部分，也有粗糙部分，又稱鋸齒部分。破解源可以在鏡面部分找到。

建議

由於內部裂紋主要是由硬質合金鈕扣本身引起的，因此避免內部裂紋的方法是提高硬質合金鈕扣本身的質量。我們可以適應壓力燒結，以及燒結後熱處理的熱等靜壓。

5、非外露部位斷裂

什麼是非外露部位斷裂？

當我們鍛造碳化鎢按鈕的方法不當時，會出現非外露部分的斷裂。也可能是固定齒輪孔和球齒的不圓形狀產生較大的拉應力，使應力集中在鈕體的某一點上。對於開孔較淺的裂紋，稍加彎曲裂紋就會慢慢擴散，最後形成光滑的表面。對於起源於鑽頭孔深處的裂紋，裂紋會導致按鈕的上部縱向裂開。

建議

1、保證球齒研磨後的光潔度，無失圓，無研磨裂紋；

2、牙孔底部必須有合適的支撐形狀，符合鈕扣底面；

3、冷壓或熱嵌時選擇合適的齒徑與孔徑的配合量。

6.剪切骨折

什麼是剪切性骨折？

剪切斷裂是指材料由於在其表面上施加應變力而導致的破裂和/或分解。碳化鎢的剪切斷裂是碳化鎢鈕扣不斷暴露於超過碳化鎢可承受極限的壓縮和剪切應力的結果。剪切斷口一般不易被發現，斷口存在後仍可繼續作業。剪切斷裂更常見於鑿尖。

建議

為了減少剪切斷裂的可能性，我們可以將硬質合金球齒磨圓，並設計和選擇合適的鑽頭結構。

7、表面裂紋

什麼是表面裂紋？

表面裂紋是在高頻載荷和其他失效機制後產生的。表面的細小裂紋會間歇性地擴大。它是由結構形式、鑽頭的鑽孔方法、碳化鎢齒的位置以及被鑽岩石的結構引起的。

建議

我們可以通過降低表面鈷的含量來增加硬度，提高硬質合金礦鈕扣的韌性。

通過故障模式和建議，您可以進一步了解您的碳化鎢按鈕在工作中出現故障的原因。有時，您可能還會發現很難找出碳化鎢按鈕的主要問題是什麼，即使您熟悉每種類型的故障模式，因為不只有一個原因是有意義的。

作為碳化鎢按鈕製造商，如何解決客戶關於碳化鎢磨損的問題是我們的回應。我們將分析案例，找出問題，並為我們的客戶提供更好的解決方案。