硬質合金鑽是岩心鑽探所使用的一種鑽頭。鋼質的圓筒狀鑽頭體上因鑲焊有碳化鎢的硬質合金切削具而得名。硬質合金切削具的形狀和其在鑽頭上鑲焊的數量,排列方式、鑲焊角度的不同,稱為底出刃、內出刃和外出刃,以保證有通水和排粉的間隙。鑽頭體的上部是絲扣連線岩心管,鑽頭體側部開有水槽,底部唇面上亦開有水口。水槽和水口都是保證沖洗液的流通,達到排除岩粉和冷卻鑽頭的作用。鑽進粘土層和頁岩地層時為了加大間隙,在硬質合金鑽頭的內外側壁焊上肋骨,稱肋骨式鑽頭。在研磨性高的硬地層可以使用針狀硬質合金自磨式鑽頭。一般硬合金鑽頭鑽進岩石可鑽性為Ⅱ一Ⅶ級的地層；針狀硬質合金鑽頭可鑽進Ⅵ一Ⅷ級岩石。
基本介紹
- 中文名：硬質合金鑽
- 外文名：Hard alloy drill
- 性質：鑽頭
- 領域：地質學
加工精度,加工穩定性,種類,用途與特點,牌號,
加工精度
選用硬質合金鑽頭時，首先需要考慮鑽削加工的尺寸精度要求。一般來說，被加工孔徑越小，其公差也越小。因此，鑽頭製造商通常根據被加工孔的名義直徑尺寸對鑽頭進行分類。在上述四種類型的硬質合金鑽頭中，整體硬質合金鑽頭的加工精度最高(φ10mm整體硬質合金鑽頭的公差範圍為0~0.03mm)，因此它是加工高精度孔的最佳選擇；焊接式硬質合金鑽頭或可更換硬質合金齒冠鑽頭的公差範圍為0~0.07mm，比較適合一般精度要求的孔加工；安裝硬質合金可轉位刀片的鑽頭比較適合重載粗加工，雖然它的加工成本通常低於其它幾種鑽頭，但其加工精度也比較低，公差範圍為0~0.3mm(取決於鑽頭的長徑比)，因此它一般用於精度要求不高的孔加工，或者通過換裝鏜刀片完成孔的精加工。
加工穩定性
除了考慮鑽孔精度要求外，選擇鑽頭時還需考慮加工工具機的穩定性。工具機穩定性對於鑽頭的安全使用壽命和鑽孔精度至關重要，因此需要仔細檢驗工具機主軸、夾具及附屬檔案的工作狀態。此外，還應考慮鑽頭自身的穩定性。例如，整體硬質合金鑽頭剛性最好，因此可達到很高的加工精度。而硬質合金可轉位刀片鑽頭的結構穩定性較差，容易發生偏斜。這種鑽頭上安裝了兩片可轉位刀片，其中內刀片用於加工孔的中心部分，外刀片則加工從內刀片至外徑處的外緣部分。由於在加工初始階段只有內刀片進入切削，鑽頭處於不穩定狀態，極易引起鑽體偏斜，且鑽頭越長，偏斜量越大。因此，在使用長度超過4D的硬質合金可轉位刀片鑽頭進行鑽削加工時，在開始鑽進階段時應適當減小進給量，進入穩定切削階段後再將進給率提高到正常水平。焊接式硬質合金鑽頭和可更換硬質合金齒冠鑽頭是由兩條對稱切削刃組成可自定心的幾何刃型，這種具有高穩定性的切削刃設計使其在切入工件時不需要減小進給率，只有當鑽頭傾斜安裝與工件表面成一定傾角切入時例外，此時建議在鑽入、鑽出時將進給率減小30%~50%。由於此類鑽頭的鋼製鑽體可產生微小變形，因此非常適合用於車床加工；而整體硬質合金鑽頭由於脆性較大，用於車床加工時較易折斷，尤其當鑽頭定心狀況不佳時更是如此。
種類
（1）整體硬質合金鑽頭
整體硬質合金鑽頭適於在先進的加工中心上使用。這種鑽頭採用細顆粒硬質合金材料製造，為延長使用壽命，還進行了TiAlN塗層處理，專門設計的幾何刃型使鑽頭具有自定心功能，在鑽削大多數工件材料時具備良好的切屑控制及排屑性能。該鑽頭的自定心功能和嚴格控制的製造精度可確保孔的鑽削質量，鑽削後不需再進行後續精加工。
（2）硬質合金可轉位刀片鑽頭
安裝硬質合金可轉位刀片的鑽頭可加工孔徑範圍很廣，加工深度範圍為2D～5D（D為孔徑），可套用於車床和其它旋轉加工工具機。
（3）焊接式硬質合金鑽頭
焊接式硬質合金鑽頭是在鋼製鑽體上牢固焊接一個硬質合金齒冠製成。這種鑽頭採用自定心幾何刃型，切削力小，對大多數工件材料均可實現良好的切屑控制，加工出的孔表面光潔度好，尺寸精度和定位精度都很高，不必再進行後續精加工。該鑽頭採用內冷卻方式，可用於加工中心、CNC車床或其它高剛性、高轉速工具機。
（4）可更換硬質合金齒冠鑽頭
可更換硬質合金齒冠鑽頭是新一代鑽削刀具。由鋼製鑽體和可更換的整體硬質合金齒冠組合而成，與焊接式硬質合金鑽頭相比，其加工精度不相上下，但由於齒冠可更換，因此可降低加工成本，提高鑽削生產率。這種鑽頭可獲得精確的孔徑尺寸增量並具有自定心功能，因此孔徑加工精度很高。
用途與特點
1.能適合較複雜材質的鑽孔，可選擇較高的切削速度。
2.精選合金鑽頭專用的高性能合金刀片，有效減少崩刀，保持良好的耐磨性。
3.多層幾何切削端刃，提高排泄性能，保持較小的切削阻力。
4.除常用的直角柄外，備有多種柄型，適合多種鑽機，鑽床配用。
5.適用於鑽削很硬的材料，如高錳剛和淬硬剛，也適於高速鑽削鑄鐵。
6.具有毛刺，光潔度高，精度好。
牌號
YG3X (K01)硬度≥91.5在鎢鈷鈦合金中耐磨性最好，但衝擊韌性較差，適於鑄鐵有色金屬及其合金，碎火鋼，合金鋼小切面的高速精加工。
YG3 (K05)硬度≥90.5 耐磨性僅次於YG3X，對衝擊和震動較敏感，適於鑄鐵有色金屬及其合金連續切削時的精車半精車，精車螺紋與擴孔。
YG6A(K10)硬度≥91.5 屬細顆粒合金，耐磨性好，適於冷硬鑄鐵，有色金屬及其合金的半精加工，亦適於碎火鋼合金鋼的半精加工及精加工。
YG6 (K15K20)硬度≥90耐磨性較高，但低於YG3，抗衝擊和震動比YG3X為好。適於鑄鐵，有色金屬及合金，非金屬材料中等切削速度的半精加工和精加工。
YG8 (K30)硬度≥89.5使用強度高，抗衝擊，抗震性較YG6好，但耐磨性和允許的切削速度較低。適於鑄鐵，有色金屬及合金，非金屬材料低速粗加工。
K0型：用於鑲制於一字型硬質合金釺片（24.26.28.30.32.34.36.38.40.42）。
T3型：用於鑲制旋轉鑽進岩層的合金鑽頭（T308、T310、T313）。
T1型：用於鑲制於旋轉鑽進中硬岩層鑽頭（T105、T108、T110）。
k1型用於鑲制十字型和x子型硬質合金釺頭（K117.K119.K120.K122.K124.K12）。
