群体钻井新材料的研究与开发

以前普通麻花钻一般用普通高速钢W6Mo5Cr4V2或W18Cr4V。它们的硬度为62 ~ 64 HRC。磨削成“群钻”后，切削性能的提高受到刀具材料的限制。超硬高速钢的出现，使刀具的切削性能有了飞跃。国外广泛使用高钴超硬高速钢，其中以美国的M42(110w 1.5 mo 9.5 Cr 4 co 8)和瑞典的HSP-15(w9 mo 3c R3 co 10)最好。但它们的钴含量较高，达到8% ~ 10%，价格昂贵。含钴少或不含钴的超硬高速钢在国内应用广泛，如501(W6Mo5Cr4V2AL)、(Co5Si(W12Mo3Cr4V3Co5Si)、V3N(W12Mo3Cr4V3N)等。超硬高速钢的室温硬度为67 ~ 69 HRC，比普通高速钢高5HRC，高温硬度也有显著提高。实践证明，超硬高速钢麻花钻的钻削效率比普通高速钢可提高一倍以上。国内部分工具厂可根据用户需求提供超硬高速钢麻花钻。

上述高速钢都是用冶炼方法制成的。粉末冶金工艺制造的高速钢性能优于冶炼高速钢。如果麻花钻用粉末冶金高速钢制成，然后磨成“群钻”，钻孔效率可以提高一倍。

高速钢钻头磨削成“群钻”后，如果在其工作部分表面用PVD(物理气相沉积)镀上一层薄薄的tin，切削性能可大大提高。但这种方式除了增加磨削时间外，还会增加涂层成本，重新磨削后会损失后刀面上的涂层，涂层“群钻”难以推广。

硬质合金是一种更先进的刀具材料，其硬度和耐磨性远高于高速钢。但硬质合金韧性差，钻头易断，切削加工性不是很好，所以过去很少用硬质合金制作麻花钻。随着化学成分和制造方法的改进，硬质合金的韧性得到了提高，中小型整体硬质合金麻花钻得到了广泛应用。在坚硬的材料上钻孔效果很好。制造麻花钻必须选用韧性和抗弯强度高的硬质合金，如钻钢选用YS25和YT798，钻铸铁和淬火钢选用YS8、YSl0、YG813，有时也可选用YT5、YT14、YG6X、YG8等品牌。

用YG6X整体硬质合金麻花钻(直径10mm)在KmT-BCr20Mo2高铬冷硬铸铁(60HRC)上钻孔，打磨成“群钻”形式前后进行切削对比。“群钻”形式的使用寿命提高了3倍以上。因为硬质合金易碎，所以切削部分应该加强。“群钻”形状见图1，钻高铬冷硬铸铁整体硬质合金见图1。几何参数见表1。切削参数:转速n = 600r转/分，每转进给量？= 0.13毫米/r .