Буровой шестигранник 55С2: конструкционная сталь для ударно-вращательного бурения
Буровой шестигранник 55С2 — это профильный прокат из конструкционной пружинной стали марки 55С2 (аналог по ГОСТ 14959), предназначенный для изготовления штанг, удлинителей и переходников, работающих в условиях ударно-вращательного нагружения. Марка 55С2 содержит 0,52–0,60 % углерода и 1,4–1,8 % кремния, что обеспечивает высокий предел упругости и сопротивление знакопеременным нагрузкам при сохранении достаточной вязкости. Шестигранный профиль с размером «под ключ» от 19 до 46 мм позволяет передавать крутящий момент через грани без применения шпоночных соединений.
Технические характеристики и режимы термообработки
Прокат поставляется в термообработанном состоянии. Закалка проводится с 870–890 C в масле, отпуск — при 420–480 C в зависимости от требуемого сочетания прочности и пластичности. После такой обработки структура представляет собой троостит или сорбит отпуска, обеспечивающий предел текучести не ниже 850 МПа при относительном удлинении 8–10 %. Глубина прокаливаемости стали 55С2 в шестиграннике сечением до 40 мм достаточна для сквозной закалки, что критично для равномерного распределения напряжений по сечению при ударных нагрузках.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Размер под ключ | 19–46 | мм | ГОСТ 8560 | поле допуска h11 |
| Предел текучести | 850 | МПа | ГОСТ 1497 | после закалки и отпуска |
| Твёрдость | 38–45 | HRC | ГОСТ 9013 | по всей длине |
| Относительное удлинение | 8 | % | ГОСТ 1497 | |
| Ударная вязкость | 40 | Дж/см | ГОСТ 9454 | KCU при +20 C |
| Кривизна на 1 м | 1,5 | мм | ГОСТ 7417 | правка в роликах |
Области применения
Шестигранник 55С2 применяется там, где требуется передача значительного крутящего момента при ограниченном поперечном сечении и одновременном восприятии осевых ударов. Основные потребители:
- Буровые штанги для перфораторов и станков ударно-вращательного бурения в горнорудной промышленности.
- Удлинители и переходники бурового инструмента при проходке шпуров и скважин диаметром до 105 мм.
- Шпиндели и приводные валы в приводах подачи буровых кареток.
- Тяги и толкатели в механизмах перемещения горно-шахтного оборудования.
- Ключи и воротки для монтажа буровых замков в условиях подземных выработок.
- Элементы натяжных устройств в конвейерных системах горно-обогатительных комбинатов.
Технологические особенности изготовления
Прокат шестигранного профиля из 55С2 получают горячей прокаткой с последующей правкой и резкой в мерные длины. При механической обработке (нарезание резьбы, фрезерование лысок, сверление каналов для промывочной жидкости) необходимо учитывать склонность стали к образованию закалочных трещин. Рекомендуется применять твердосплавный инструмент с износостойким покрытием и обильное охлаждение. Сварка стали 55С2 ограниченно применима: из-за высокого содержания углерода и кремния требуется предварительный и сопутствующий подогрев до 200–300 C с последующей термообработкой.
Вопросы и ответы
Какие размеры шестигранника 55С2 доступны?
Стандартный сортамент включает размеры под ключ от 19 до 46 мм с шагом 3 мм. Возможно изготовление промежуточных размеров по согласованию.
Какой термообработке подвергается буровой шестигранник 55С2?
Закалка с 870–890 C в масле и высокий отпуск при 420–480 C. Режим подбирается для достижения твёрдости 38–45 HRC при сохранении ударной вязкости не ниже 40 Дж/см.
Чем отличается 55С2 от 55С2А?
Марка 55С2А имеет более узкие пределы по содержанию углерода и кремния, а также ограничения по содержанию серы и фосфора, что снижает анизотропию свойств и повышает стабильность характеристик при серийном производстве буровых штанг.
Применяется ли 55С2 для холодной высадки?
Нет, сталь 55С2 не предназначена для холодной объёмной штамповки из-за высокой прочности и низкой пластичности в отожжённом состоянии. Формообразование элементов бурового инструмента выполняется резанием или горячей штамповкой.
