Uneltele de foraj de rocă funcționează în condiții de impact ridicat, abraziune ridicată și formațiuni geologice complexe. Alegerea materialelor afectează în mod direct eficiența-de rupere a rocii, durabilitatea și siguranța construcției. O selecție solidă din punct de vedere științific al materialelor nu numai că îmbunătățește viteza de operare, dar reduce și consumul de energie și costurile de întreținere, făcându-l un aspect crucial al proiectării și producției de scule.
În primul rând, materialul corpului sculei și al pieselor mobile trebuie să aibă o rezistență mecanică și o rezistență la impact excelente. Cadrul principal și structura de transmisie utilizează adesea-oțel structural aliat de înaltă rezistență, călit sau întărit la suprafață-pentru a rezista la sarcini de impact repetate și solicitări de încovoiere. Pentru dispozitivele de acționare pneumatice sau hidraulice, pistoanele interne, bielele și alte piese ar trebui să fie din oțel cu rezistență ridicată la oboseală și o bună prelucrabilitate, pentru a se asigura că fisurile și deformațiile nu sunt generate cu ușurință în timpul mișcării alternative de-înaltă frecvență.
Burghiul este componenta de bază care contactează direct masa de rocă; materialul său trebuie să îndeplinească simultan cerințele de duritate ridicată, rezistență excelentă la uzură și duritate suficientă. Tija de foraj este realizată în mod obișnuit din oțel aliat de-înaltă calitate, tratat termic-pentru a obține o rezistență ridicată la tracțiune și rezistență la torsiune pentru a rezista la impactul cuplului și la oboseala la îndoire. Capătul de lucru al burghiului folosește în general o soluție de dinți de carbură cimentată încrustați. Carbura cimentată, cu carbură de tungsten ca matrice, are duritate ridicată, rezistență la uzură și rezistență ridicată la temperatură-, menținând o muchie ascuțită în timpul tăierii cu viteză mare-și ruperii pietrelor de impact, prelungindu-și în mod semnificativ durata de viață. În roci extrem de dure sau în formațiuni foarte abrazive, carbura cimentată cu adaos de faze de liant pe bază de cobalt-sau materiale funcționale gradate pot fi selectate pentru a îmbunătăți rezistența la spargerea la impact.
Pentru diferite condiții de lucru, selecția materialului ar trebui să ia în considerare și rezistența la coroziune și stabilitatea termică. În formațiunile de rocă cu apă-lagăr, minerale acide-conținând roci sau operațiuni umede, burghiul și corpul ar trebui să fie de preferință din aliaje cu rezistență bună la rugină sau să fie supuse unor tratamente de protecție a suprafeței, cum ar fi placarea, nitrurarea sau pulverizarea ceramică pentru a preveni coroziunea din cauza slăbirii rezistenței și preciziei. Mediile cu temperatură înaltă-sau operațiunile continue de-intensitate ridicată pot crește semnificativ temperatura suprafeței de contact. În astfel de cazuri, ar trebui selectate materiale cu conductivitate termică bună și reținere ridicată a durității-la temperatură ridicată pentru a evita uzura accelerată din cauza înmuierea termică.
În plus, selecția materialului ar trebui să fie compatibilă cu procesul de fabricație. Aliajele cu duritate mare-sunt greu de prelucrat, necesitând tehnici precise de formare și sudare pentru a asigura rezistența de aderență între carbura cimentată și corpul de oțel, prevenind desprinderea în timpul utilizării. Pentru burghie și tije înlocuibile, materialele standardizate și specificațiile de tratament termic îmbunătățesc interschimbabilitatea și eficiența întreținerii.
În general, selecția materialului pentru instrumentele de foraj pentru rocă trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător rezistența, duritatea, duritatea, rezistența la uzură, rezistența la coroziune și stabilitatea termică, fiind, de asemenea, coordonată cu tipul de rocă, mediul de lucru și procesul de fabricație. Numai instrumentele bazate pe selecția științifică a materialelor pot menține spargerea eficientă a rocii și durabilitatea pe termen lung-în condiții dure, oferind suport de încredere pentru minerit și construcții de inginerie.
