碳化钨按钮的 7 种失效模式

作为碳化钨按钮制造商，我们发现许多客户正在遭受有关碳化钨失效的问题。这些问题可以磨料磨损、热疲劳、剥落、内部裂纹、硬质合金按钮非外露部分断裂、剪切断裂、表面裂纹.要解决这些问题，我们应该弄清楚这些失效模式是什么，并观察硬质合金钮扣最容易损坏和磨损的地方，即硬质合金钮扣断裂面。在本文中，我们将讨论这 7 种故障模式以及解决它们的建议。

1、磨料磨损

什么是磨粒磨损？

磨料磨损发生在硬质合金球形物与岩石之间的碰撞和摩擦过程中。这是一种正常且不可避免的失效模式，也是钻头最终的失效模式。一般来说，中央按钮和仪表按钮的磨损是不同的。越靠近边缘的硬质合金钮扣，或工作时线速度越高的钮扣，与岩石的相对摩擦力越大，磨损越严重。

建议

当只有磨粒磨损时，我们可以适当提高硬质合金按钮的耐磨性。我们可以通过降低钴含量或细化WC晶粒来达到目的。我们应该注意的是，仪表按钮的耐磨性必须高于中央按钮。如果存在其他故障可能性，增加的刚度可能会适得其反。

2.热疲劳

什么是热疲劳？

热疲劳是由于碳化钨开采尖端之间的冲击和摩擦而产生的高温，可高达700°C左右。当钮齿表面存在相交的半稳定裂纹时，从硬质合金钮扣的外观可以观察到。严重的热疲劳会完全损坏硬质合金球齿并使钻头磨损。

建议

1、降低合金中的钴含量，降低碳化钨钮扣的热膨胀系数；

2、可以加大碳化钨粉的粒径，增加导热性，使摩擦产生的高温及时释放；

3、可以利用WC晶粒的非均匀结构，保证合理的抗热疲劳性、耐磨性、韧性；

4、我们可以重新设计钻头，减少按钮的外露面积；

3. 剥落

什么是剥落？

剥落是一个术语，用于描述已经开裂并从基材上分层的混凝土区域。在硬质合金行业，它指的是一种失效模式。硬质合金按钮与岩石的接触面受力不均匀，在这些力的反复作用下形成裂纹。合金的韧性太低，无法阻止裂纹扩展，导致碳化钨按钮剥落。

对于那些硬度较高、韧性较低的硬质合金球齿，出现明显的剥落现象，会大大缩短钻头的使用寿命。碳化钨钮扣的剥落尺寸与合金成分、WC 晶粒尺寸和钴相的平均自由程有关。

建议

这个问题的关键是如何提高硬质合金球钮的韧性。在制造中，我们可以通过增加合金中的钴含量和细化WC晶粒来提高硬质合金按钮的韧性。

4、内部裂纹

什么是内部裂缝？

内部裂纹是钨内部结构产生的裂纹硬质合金按钮，也称为早期致命故障。断面有光滑部分，又称镜面部分，也有粗糙部分，又称锯齿部分。破解源可以在镜面部分找到。

建议

由于内部裂纹主要是由硬质合金钮扣本身引起的，因此避免内部裂纹的方法是提高硬质合金钮扣本身的质量。我们可以适应压力烧结，以及烧结后热处理的热等静压。

5、非外露部位断裂

什么是非外露部位断裂？

当我们锻造碳化钨按钮的方法不当时，会出现非外露部分的断裂。也有可能是固定齿轮孔和球齿的不圆度产生较大的拉应力，使应力集中在钮体的某一点上。对于开孔较浅的裂纹，稍加弯曲裂纹就会慢慢扩散，最后形成光滑的表面。对于起源于钻头孔深处的裂纹，裂纹会导致按钮的上部纵向裂开。

建议

1、保证球齿研磨后的光洁度，无失圆，无研磨裂纹；

2、牙孔底部必须有合适的支撑形状，符合钮扣底面；

3、冷压或热嵌时选择合适的齿径与孔径的配合量。

6.剪切骨折

什么是剪切性骨折？

剪切断裂是指材料由于在其表面上施加应变力而导致的破裂和/或分解。碳化钨的剪切断裂是碳化钨钮扣不断暴露于超过碳化钨可承受极限的压缩和剪切应力的结果。剪切断口一般不易被发现，断口存在后仍可继续作业。剪切断裂更常见于凿尖。

建议

为了减少剪切断裂的可能性，我们可以将硬质合金球齿磨圆，并设计和选择合适的钻头结构。

7、表面裂纹

什么是表面裂纹？

表面裂纹是在高频载荷和其他失效机制后产生的。表面的细小裂纹会间歇性地扩大。它是由结构形式、钻头的钻孔方法、碳化钨齿的位置以及被钻岩石的结构引起的。

建议

我们可以通过降低表面钴的含量来增加硬度，提高硬质合金矿钮扣的韧性。

通过故障模式和建议，您可以进一步了解您的碳化钨按钮在工作中出现故障的原因。有时，您可能还会发现很难弄清楚碳化钨按钮的主要问题是什么，即使您熟悉每种类型的故障模式，因为不只有一个原因是有意义的。

作为碳化钨按钮制造商，如何解决客户关于碳化钨磨损的问题是我们的回应。我们将分析案例，找出问题，并为我们的客户提供更好的解决方案。