由于操作过于频繁,请点击下方按钮进行验证!

用于切断高强度石油套管的新型切断刀片

1 引言

 

近年来,我国石油天然气钻采专用钢管(简称油井管)的年消耗量一直保持在80万吨以上,其中国产油井管已达60多万吨,石油套管约占油井管总量的74%,每年我国石油套管的切断加工量超过300万件,且高强度套管所占比例越来越大,每年需消耗大量硬质合金切断刀片。因此,合理选择优质、高效的硬质合金切断刀片,对于提高套管切断效率和降低生产成本具有重要意义。

硬质合金数控切断铣刀(简称切断刀片)是以铣削方式进行切断加工。普通硬质合金切断刀片对高强度石油套管进行切断加工时,不仅刀片耐用度低,而且经常打刀,严重影响切断效率。为此,本文精选ZP35SC30YW4CT35YB120ZP35T86种新牌号国产切断刀片对高强度石油套管进行了切断性能试验。

2.工件材料

 

工件材料选用P110钢级的API石油套管,外径D=368mm,壁厚T=23mm,其化学成分见表1机械性能见表2。与45钢相比,P110钢是一种高强度优质锰钢,在切断过程中加工硬化现象比较严重。

 

1 P110石油套管的化学成分(%)

C

Si

Mn

Ni

Cu

V

P

S

0.22
0.29

0.17
0.37

1.30
1.60

≤0.2

≤0.2

0.07
0.12

≤0.025

≤0.025

2 P110石油套管的机械性能

屈服强度σs(MPa)

抗拉强度σb(MPa)

伸长率δ(%)

775965

≥880

≥13.5

 

3.切断刀片

切断刀片的几何形状如图1所示。尺寸(××)为:L×H×a20mm×7mm×5mmB=4.5mm

6种新型切断刀片具有高强度和良好的红硬性及抗冲击性能,其物理机械性能见表3

3 切断刀片的物理机械性能

刀片牌号

硬度(HRA)

抗弯强度
(N/mm2)

比重(g/cm3)

ZP35

91.3

2000

12.9

SC30

90.9

2000

12.7

YW4

92.0

1230

12.2

CT35

90.0

1800

12.9

涂层刀片牌号

刀片表面涂层材料

涂层厚度

YB120

TiC+TiCN+TiN

34µm

ZP35T8

TiC+TiCN+TiN

58µm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

YB120涂层刀片是以SC30为基体,采用化学气相沉积(CVD)法,在9501050的高温下,在基体表面沉积厚度为34µm的碳化钛和氮化钛复合涂层;ZP35T8涂层刀片是以ZP35为基体,采用CVD法,在9501030的高温下,在基体表面沉积厚度为58µm的碳化钛和氮化钛复合涂层。无涂层硬质合金切断刀片的化学成分见表4。从表4可知,SC30ZP35两种牌号的碳化钽()含量很高,这两种合金的红硬性均很高,且抗弯强度良好,具有较好的综合性能,是制造切断刀片较理想的合金牌号。

 

4 硬质合金切断刀片的化学成分

刀片牌号

刀片材料化学成分(%)

 

Ta(Nb)C

TiC

WC

Co

 

CT35

5

8

76.5

10.5

 

YW4

7

8

78

7

 

ZP35

16

5

70

9

 

SC30

16

4

70

10

 


1.
刀盘 2.刀杆 3.刀片 4.工件
2 切断刀片安装方式示意图

 

4.试验方法

 

切断刀片切削性能试验在成都无缝钢管有限责任公司的RTME420CNC型数控钢管切断机上进行。切断方式为铣削加工。工件(钢管)用卡爪固定在机床上,切断刀片通过刀杆前端的弹性夹紧槽夹紧在刀杆上,刀杆通过压块和螺钉固定在刀盘上,如图2所示。刀盘带动刀片作旋转进给运动,刀盘外径为730mm。刀盘上均匀安装一组(16)切断刀片,刀片的主切削刃调整在同一圆周上,误差不超过0.04mm。切断刀片切断高强度套管的切削速度v120m/min,每片刀片的吃刀深度ap0.1mm,进给量f=ap×80%。

5.试验结果及分析

 

6种切断刀片切断加工P110高强度石油套管的刀片耐用度试验结果见表5

5 切断刀片耐用度试验结果

刀片牌号

切断刀片耐用度(/)

 

1

2

3

平均值

相对值

 

CT35

8

6

4

6

1

 

YW4

10

12

11

11

1.83

 

SC30

21

20

22

21

3.50

 

ZP35

22

18

24

21.3

3.55

 

ZP35T8

23

23

19

21.6

3.60

 

YB120

30

31

30

30.3

5.05

 

 

试验结果分析如下:

 

6种切断刀片切断加工P110高强度石油套管的刀片耐用度从高到低的排列顺序为YB120ZP35T8ZP35SC30YW4CT35。其中YB120涂层切断刀片的耐用度最高。

新型涂层切断刀片YB120比未经涂层的硬质合金刀片SC30的寿命提高44.28%;而硬质合金刀片ZP35CVD涂层后的刀片ZP35T8的寿命无明显提高,其原因尚待进一步研究。

切断刀片化学成分中的碳化钽()含量越多,刀片的红硬性越好,耐用度越高。

 


( 文章来源:互联网 )

声明:本网站所收集的部分公开资料来源于互联网,转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传,对此类作品本站仅提供交流平台,不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请第一时间告知,我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容,以保证您的权益!联系电话:010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。

网友评论 匿名:
相关链接
  • 探秘灯塔工厂:山特维克可乐满基默工厂的智能制造之光
  • 25-01-13
  • 雄克在中国 | 全球视野引领 聚焦本地创新
  • 25-01-10
  • 硬核干货 | 什么是加工中的振动及如何抑制它
  • 25-01-09
  • 2025年黛杰新年寄语
  • 25-01-06
  • BIG2025新年致辞:继续以“高品质合众国”的理念服务中国制造业
  • 25-01-02
  • 山特维克可乐满北亚区总经理2025新年寄语:砥砺前行志,阔步新征程!
  • 25-01-02
  • 欧士机2025新年寄语:辞旧岁砥砺前行,启新程匠心筑梦
  • 24-12-31
  • 2025新年特刊:打造新质生产力,智启未来新篇章
  • 24-12-31
  • 笃定于人心所向, 顺势而终有所为——金万众孙小明董事长2025新年寄语
  • 24-12-31
  • 航空航天 | 助力“银杏叶”一飞冲天~瓦尔特Xtra·tec® XT玉米铣刀M5250
  • 24-12-31
  • 聚焦服务,走价值创新之路——山高刀具2025年新年寄语
  • 24-12-30
  • 高耐大因2025新年寄语:聚力扬帆 共赢未来
  • 24-12-30
  • 某钻削牌号产品的破茧之路
  • 24-12-30
  • 多措并举 刀片一厂降本成效显著
  • 24-12-30
  • 沃尔德PCBN刀片:变速箱齿轮加工案例
  • 24-12-27
  • 央视财经频道深度报道株洲钻石高质量发展
  • 24-12-26
  • 北京金万众与华锐精密达成战略合作,共同开创刀具销售服务新篇章
  • 24-12-24
  • 总裁首访山高中国,共绘发展新蓝图
  • 24-12-20
  • 山特维克可乐满基默工厂:刀具优化与成本节约的卓越实践
  • 24-12-20
  • Rollomatic产品推荐:六轴数控刀具磨床
  • 24-12-19
  • 分享到

    相关主题