发挥钨矿资源优势 建设钎钢钎具强国

WC-Co硬质合金发明后,迅速形成了硬质合金切削刃具和硬质合金凿岩钎具两大产业,使机械和采掘工业飞速发展,被誉为"工业的牙齿".迄今,现代化的凿岩爆破技术,已成为人类向岩石圈索取资源和向地下开拓生存与发展空间的主要手段.其中,用在岩矿石中冲击凿孔的凿岩钎具,是人类所有机械工具中受力条件最苛刻、使用寿命最短、基础工业必备、技术含量很高的大量消耗性工具.研制长寿命冲击凿岩钎具,已成为全球采掘工业高效、低耗凿岩必须解决的新世纪重大工程技术难题.建设以"新型硬质合金钎具"和"长寿命冲击凿岩钎杆"为标志的有中国特色的现代化钎钢钎具工业,是我国新一代"资源-高科技-外向型"民族工业一个具有战略意义的新的生长点.     

长寿命冲击凿岩钎杆：工业炸药和凿岩机发明后困扰世界采掘工业的百年难题

用在岩矿石中冲击凿孔的凿岩钎杆,是人类所有机械工具中受力条件最苛刻、使用寿命最短、基础工业必备的大量消耗性工具,因此,研制长寿命冲击凿岩钎杆已成为全球采掘工业高效、低耗凿岩必须解决跨世纪重大工程技术难题。这需要各方面专家的长期通力合作,建设以“硬质合金复合片齿钎具”、“一步法新型硬质合金”和“长寿命冲击凿岩钎杆”为标志的现代化凿岩钎具工业 。     

长寿命冲击凿岩钎杆

用在岩矿石中冲击凿孔的凿岩钎杆,是人类所有机械工具中受力条件最苛刻、使用寿命最短、基础工业必备的大量消耗性工具,因此,研制长寿命冲击凿岩钎杆已成为全球采掘工业高效、低耗凿岩必须解决的跨世纪重大工程技术难题。这需要各方面专家的长期通力合作,建设以“硬质合金复合片齿钎具”、“一步法新型硬质合金”和“长寿命冲击凿岩钎杆”为标志的现代化凿岩钎具工业。     

我国冲击凿岩技术暨钎钢钎具工业的现代化发展

凿岩技术是采掘业的先导。我国是火药和冲击凿井技术（“顿钻”）的发明国,谱写了人类冲击凿岩技术的辉煌历史。现代凿岩爆破技术和凿岩机具．已成为人类向岩石圈索取资源和向地下开拓生存与发展空间的主要手段。我国凿岩技术和凿岩机具工业的建设。是新中国成立后从学习苏联技术开始的。目前我国钎钢钎具、凿岩机械、硬质合金工业已拥有众多创新技术,不少产品已经可以和世界名牌公司的同类产品一争高下。我们长期面对的全断面隧道掘进机（TBM）、全液压凿岩钻车,以及钻车凿岩用重型钎杆和硬质合金整体钎杆等长钎具“瓶颈”。已经或即将取得重要突破。本文简要回顾了六十年来我国凿岩技术和凿岩机具工业的现代化发展历程。     

我国冲击凿岩技术暨钎钢钎具工业的现代化发展（续）

凿岩技术是采掘业的先导。我国是火药和冲击凿井技术（“顿钻”）的发明国,谱写了人类冲击凿岩技术的辉煌历史。现代凿岩爆破技术和凿岩机具,已成为人类向岩石圈索取资源和向地下开拓生存与发展空间的主要手段。我国凿岩技术和凿岩机具工业的建设,是新中国成立后从学习苏联技术开始的。目前,我国钎钢钎具、凿岩机械、硬质合金工业已拥有众多创新技术。不少产品已经可以和世界名牌公司的同类产品一争高下。我们长期面对的全断面隧道掘进机（TBM）、全液压凿岩钻车,以及钻车凿岩用重型钎杆和硬质合金整体钎杆等长钎具“瓶颈”,已经或即将取得重要突破。本文简要回顾了六十年来我国凿岩技术和凿岩机具工业的现代化发展历程。     

硬质合金凿岩钎具的计算机辅助工程CAE研究

凿岩钎具配合爆破技术在岩矿石上穿孔,直接服务于交通、能源、资源开发等基础工业,是人类征服岩石的主要工具。以新型长寿命钎杆和硬质合金钎具为代表的现代凿岩工具,包容了凿岩、爆破、岩石破碎、矿冶、材料、冶金、钢铁、机械、电子、化工、力学、地学以致生物学等多学科的前沿理论和技术成就,已发展成为世界胜的高新技术产业。     

高效低耗复合钎具的研究和应用

1923年德国人发明WC-Co硬质合金，首先用于机械切削加工，被称为“工业的牙齿”。二战以来，片状(一字、三刃、十字、X型)和球齿系列硬质合金钎具，相继于1938、1968年前后问世，以其寿命长、钻速快的巨大优势，迅速取代了传统的钢钎凿岩，被誉为“采掘工业的牙齿”。凿岩实践中逐渐发现：现有片状和球齿钎具，都存在各自的一些弱点。例如，片状钎头直径受限(≤φ89mm)，修磨频繁；球齿钎头抗径向磨损能力低，边齿工作条件恶劣，不适用于极坚韧矿岩，且硬质合金浪费严重。近几年来，具有片状和球齿钎具综合优点的新一代复合钎头(中国专利号：96203054．6、98242026．9)和复合整钎(中国专利号：96203053．8)，已在中国地质大学(武汉)研制成功，并开始批量投入市场使用。该系列钎具，其钻速、寿命和硬质合金片齿有效利用率，均显著优于目前国内外普遍使用的片状和球齿钎具。     

高效低耗复合钎具的研究和应用

二战结束至今，全世界采掘工业冲击式凿岩普遍使用的硬质合金钎具，只有片状和球齿两大系列。这两大类钎具在长期的凿岩实践中，都日益暴露出其自身的许多缺陷，难以更好地满足现代采掘工业高效、低耗凿岩与合理利用钨钴等稀贵自然资源的不断增长的需求。     

加速推进我国小直径锥体连接钎具的科技进步

我国独有的畸形锻制钎梢H22mm六角形锥体连接钎杆（俗称“大脑袋钎杆”），已经落后国际水平40年，并与现行国际标准《ISO1718－1991》和国家标准《GB681－1994》相抵触，导致了全国小直径钎头理论寿命降低1／3；和几十年无法改变的落后手锤砸打卸钎方法，给国家赞成了巨大的经济损失，已经严惩阻碍了我国凿岩钎具和采掘工业的科技进步，必须努力达成共识，加速技术改造，尽快淘汰锻制钎梢工艺，共同为我国凿岩钎具工业的现代化和走向世界而奋斗。     

制订硬质合金整体钎杆国家标准的建议

小直径锥体连接钎头和钎杆存在许多缺点。世界发达国家和一些发展中国家早在30年前，硬质合金整钎已成为小直径凿岩（Ф50mm以下）的主导产品。随着我国“钻孔法”、“热挤压法”、“热穿-带芯热轧法”等新型钎钢相继进入市场．以及加压烧结等凿岩硬质合金片齿质量的提高，国产小直径钎头与钎杆的质量、品种．已达到或接近国际先进水平。制订先进的硬质合金整体钎杆国家标准．对推动国产整钎质量、品种的全面升级，扩大整钎的国内外市场份额，将具有深远的意义。