Буровой шестигранник У7: конструкционная углеродистая сталь для ударно-вращательного бурения
Буровой шестигранник У7 — профильный прокат с шестигранным поперечным сечением, изготовленный из инструментальной углеродистой стали марки У7 по ГОСТ 1435. Применяется для передачи крутящего момента и осевого усилия в бурильных головках перфораторов, ручных бурильных машинах и установках шпурового бурения. Шестигранный профиль обеспечивает надёжное зажатие в патроне и эффективную передачу ударной нагрузки без проскальзывания.
Технические характеристики и сортамент
Прокат поставляется в виде шестигранника с размером «под ключ» от 19 до 32 мм. Сталь У7 содержит 0,65–0,74 % углерода, что обеспечивает твёрдость после закалки 60–63 HRC при сохранении достаточной вязкости для восприятия знакопеременных ударных нагрузок. Предел прочности в нормализованном состоянии — 700–800 МПа, относительное удлинение — не менее 12 %.
| Размер под ключ, мм | Марка стали | Твёрдость, HRC | Предел прочности, МПа | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 19 | У7 | 56–60 | 700 | Ручные перфораторы |
| 22 | У7 | 58–62 | 750 | Телескопические перфораторы |
| 25 | У7 | 60–63 | 800 | Установки шпурового бурения |
| 28 | У7 | 58–62 | 780 | Колонковые перфораторы |
| 32 | У7 | 56–60 | 750 | Тяжёлые бурильные головки |
Термообработка и механические свойства
Шестигранник У7 подвергается закалке с температурой нагрева 800–820 C и отпуску при 160–200 C. Такая обработка формирует мартенситную структуру с равномерно распределёнными карбидами, что повышает сопротивление абразивному износу при контакте с породой. Ударная вязкость KCU после низкого отпуска — 20–30 Дж/см, что предотвращает хрупкое разрушение хвостовика при пиковых нагрузках.
Для снижения концентраторов напряжений в зоне перехода от шестигранника к буровой штанге применяется плавный радиус галтели не менее 3 мм. Поверхность проката проходит дробеструйную обработку для создания сжимающих остаточных напряжений, увеличивающих усталостную долговечность на 15–20 %.
Области применения
- Перфораторы ПП-36, ПП-54, ПТ-48 в горнорудной промышленности.
- Бурильные установки для проходки шпуров в крепких породах (гранит, базальт, кварцит).
- Ручные бурильные машины при строительстве тоннелей и метрополитенов.
- Установки для бурения скважин малого диаметра в карьерах нерудных материалов.
- Ремонтные работы в литейных цехах при разрушении футеровки.
Эксплуатационные ограничения
Шестигранник У7 не предназначен для бурения с промывкой агрессивными средами без защитного покрытия. При температуре эксплуатации выше 200 C происходит отпуск стали и снижение твёрдости ниже 50 HRC, что приводит к ускоренному смятию граней. Ресурс работы до переточки — 80–120 погонных метров шпура в зависимости от категории крепости породы по шкале Протодьяконова.
Вопросы и ответы
Какая твёрдость у бурового шестигранника У7 после закалки?
Твёрдость составляет 56–63 HRC в зависимости от размера сечения и режима термообработки. Для сечения 25 мм достигается максимальная твёрдость 60–63 HRC.
Чем отличается У7 от У8 для бурового шестигранника?
Сталь У7 содержит 0,65–0,74 % углерода, У8 — 0,75–0,84 %. У7 обеспечивает более высокую ударную вязкость, У8 — большую износостойкость. Для ударно-вращательного бурения предпочтительнее У7.
Какой размер шестигранника применяется в перфораторах ПП-36?
В перфораторах ПП-36 используется шестигранник с размером под ключ 22 мм. Для ПП-54 применяется 25 мм, для тяжёлых колонковых перфораторов — 28–32 мм.
Какой ресурс работы шестигранника У7 до переточки?
Ресурс зависит от крепости породы и составляет 80–120 погонных метров шпура. При бурении пород XII–XIV категории по Протодьяконову ресурс снижается до 60–80 метров.
