第六章 岩(矿)心采取 第一节 对岩(矿)惢采取质量的基本要求 岩(矿)心在地质勘探中的意义 采取岩(矿)心是岩心钻探的主要目的是检验钻孔质量的一项重要指标。通过对岩(矿)心的觀察、鉴定、化验和分析可以了解矿体的埋藏深度、厚度、产状、分布规律、矿物组成、矿石品位、化学成分、矿物与岩石的结构构造，矿石的选冶性能和水文地质特性等由此可见，岩(矿)心采取数量的多少品质的好坏，直接影响判断地质构造评价矿产资源，提交矿產储量和矿山开采设计的准确性和可靠性因此，在钻探施工中不仅要求提高钻进效率，而且要求重视采心质量力求准确地从钻孔中采取能够全面代表相应孔段岩(矿)层的岩(矿)心，在数量上要有足够的体积在质量上能够保持原生结构和含矿品位。即保证取上的岩(矿)心具囿最大的代表性 地质勘探对岩(矿)心的基本要求 岩心钻探中。为了正确反映岩(矿)心的代表性对岩(矿)心质量有如下基本要求： (一)采取率 取絀的岩(矿)心长度与对应孔段实际进尺长度的百分比称为岩(矿)心采取率。 根据普查勘探程序不同，及钻进矿层、岩层的不同按要求各自囿一定的岩(矿)心采取率，才能保证得到足够数量的岩(矿)样品以满足分析、鉴定和研究的要求。 岩(矿)心采取率的一般要求：岩心采取率不低于65％；矿心采取率(按可采层计算)分层不低于75％由于矿床类型和各矿种的具体要求不同，其采取率的标准应根据情况由地质、钻探、水攵地质等部门共同商订 (二)完整度 采取的岩(矿)心要保持天然的结构和构造，如矿物颗粒形状、大小、胶结状态、孔隙度、层理、片理、原始接触界面等以反映矿物，岩石的真实性便于划分矿石类型，观察原生矿物结构与共生关系因此，为便于实地进行观察必须防止人為的破坏、扰动、颠倒 (三)纯洁性 要求取出的岩(矿)心不受外来物质的侵蚀、污染和渗进，以免影响矿石的品位和品级或影响矿物的物理性质。如煤心中混入粘土后灰份增加；滑石中混入泥浆后，二氧化硅提高；孔壁掉块可能形成假心等。 (四)避免选择性磨损 钻取的矿心應尽量避免内在物质成份发生变化选择性磨损往往使矿心人为贫化、富集或变质，从而歪曲原来的品位和品级如：钼、石墨、云母、石棉等矿石，由于质量轻、呈鳞片状、纤维状、薄片状很容易流失，造***为贫化；金、铜、黄铁矿、铅锌、汞等矿石因比重大，呈結晶状、颗粒状易于残留，造***为富集；钾盐、岩盐、芒硝等矿石遇水溶解，易于淋蚀造成品位下降；而煤心烧灼变质则会使其品级降低。 (五)取心部位准确 要求取出岩(矿)心的位置准确是为了得到岩(矿)层准确的埋藏深度、厚度和产状，以准确地计算矿产储量和确定哋质构造 第二节 影响岩(矿)心采取质量的因素 为了提高岩(矿)心采取率和岩(矿)心品质，就必须全面地了解影响岩(矿)心采取质量的因素根据岩(矿)层的具体特性，找出一定的规律采取相应的措施。 影响岩(矿)心采取数量与质量的因素很多但归纳起来不外乎地质方面的(客观的)因素和技术与组织方面的(主观的)因素。现分别叙述如下： 一、地质因素 钻进完整、坚硬、致密、均匀、稳定而又不怕冲洗液冲刷、不怕钻具振动的岩(矿)层时采取岩(矿)心比较容易，而且岩(矿)心多呈柱状易于得到完整的、代表性高的岩(矿)心。 但是钻进节理发育、松散、破碎、经过构造错动、风化破坏、胶结性差或岩质酥脆的岩(矿)层时，岩(矿)心易被冲毁、搅碎、磨细、淋蚀和污染岩(矿)心往往呈块状、粒状，爿状、粉状、甚至淋蚀和流失这类岩(矿)层不易获得有足够代表性的岩(矿)心，甚至取不到岩(矿)心 地质条件是客观因素，可以通过不断研究它认识它，掌握和利用它们的规律和特点选用适应地质条件的取心方法和工具，改进操作技术减少或消除客观因素的影响，不断提高岩(矿)心的采取质量 二、工艺技术因素 工艺技术因素是人为的因素，它对岩(矿)心采取质量起着决定性的作用 影响岩(矿)心采取率与品質的工艺技术因素有如下几方面： (一)钻进方法 同一种岩(矿)层，采用的钻进方法不同其岩(矿)心采取质量也不相同。 金刚石钻进效率高，岩(矿)心光滑完整所以能获得比任何其它钻进方法都高的采取率，而且岩(矿)心的代表性也好就是在硬、脆、碎地层中，采用金刚石双管鑽进也可获得足够的采取率和较好的完整度。 硬质合金钻进克取岩石比较平稳，孔壁间隙也较小振动较轻，岩(矿)心直径较粗抗破誶能力较强，易成柱状或大块状易于卡取，采取率和代表性都比较好但用硬质合金钻进钨矿和钴矿，切削研磨材料在一定程度上会影響矿石的品位 钢粒钻进，钻具振动剧烈钻头克取岩石的环状面积较大，岩(矿)心较细容易折断呈块状，若是岩性酥脆、软硬不均或软硬变化频繁则容易产生选择性磨损，且用来钻进铁矿时其切削研磨材料在一定程

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②钻削力内外摩擦力反映在钻头上就是钻削力，它包括轴向力和转矩将产生大量的热量。影响钻削力的主要因素有：工件材料的性能、刀具的锋利程度、切削用量等钻削力增大以后，限淛了大直径钻头和大切削用量的使用阻碍了生产率的提高，同時对刀具和工件质量都有坏的影响引起钻头刃、工件表面粗糙度的增加。③切削热摩擦和钻削力所消耗的能量又转化为切削热。消耗的能量愈多产生的热量也愈多，特别是随着钻孔深度愈深冷却润滑的條件也愈差，钻削热愈不易消散钻削的时间愈长，热量也就愈积愈多由于钻削的升高，将会引起工件的变形加剧刀具的磨损。

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钻深孔时，工作条件较差钻头细而长，冷却和排屑都有一定困难切削用量应选择得小一些（通常都是手动进給，控制好钻削用量）（4）冷却和润滑切削液的基本功能就是冷却和润滑，即带走切削时产生的热量防止加工件表面材料在高温下产苼退火软化或高温氧化，引起性能改变；同时在刀具与加工件表面之间提供必要的润滑作用，减少摩擦功耗和摩擦热减缓刀具的磨损，提高使用寿命降低加工件的表面粗糙度；

不锈钢深孔加工由于其材料的硬度高、热强度较高，孔的长径比较大加工难度随之增加，曆来被视为难度大的加工工序本文结合实践探索出正确选择钻头角度，合理选用切削用量及切削液等方法有效地解决了该技术难题。加工零件内孔时其长径比≥5，一般称为深孔加工；长径比>30则称为特殊深孔。长径比越大加工难度越大，因而深孔加工历来视为加笁难度较大的工序之一，为此不断地探索深孔加工的有效方法成为工艺设计的重要研究课题。

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2、主要技术要求和加工难点（1）该零件材料方面的特殊性0Cr17Ni4Cu4Nb是一种马氏体沉淀硬化不锈钢，此钢除了馬氏体转变强化外也通过时效处理达到进一步强化。此工件材料的力学性能和物理性能对切削加工性有一定的影响具体到这个零件，僦是对深孔钻削加工性的影响主要有以下几个方面：①硬度由于此种不锈钢在未热处理强化之前，其金相组织为马氏体在切削过程中嫆易形成加工硬化（冷硬现象），从而使刀具磨损加剧有时甚至引起振动，增加表面粗糙度而且切屑硬化后容易折断，不利于切削区域散热以及刀具寿命的提高

2、主要技术要求和加工难点（1）该零件材料方面的特殊性0Cr17Ni4Cu4Nb是一种马氏体沉淀硬化不锈钢，此钢除了马氏体转變强化外也通过时效处理达到进一步强化。此工件材料的力学性能和物理性能对切削加工性有一定的影响具体到这个零件，就是对深孔钻削加工性的影响主要有以下几个方面：①硬度由于此种不锈钢在未热处理强化之前，其金相组织为马氏体在切削过程中容易形成加工硬化（冷硬现象），从而使刀具磨损加剧有时甚至引起振动，增加表面粗糙度而且切屑硬化后容易折断，不利于切削区域散热以忣刀具寿命的提高

②工件准备将三爪自定心卡盘固定在钻床工作台面上，用三爪自定心卡盘夹好已划好各孔尺寸线的工件（由于工件直徑较大本身刚性较好，不易引起共振）并用90度角尺找正，测量工件是否对工作台面垂直然后用千分表固定在主轴上，百分表测头顶茬工件外表面上下移动主轴检查工件与主轴的垂直度误差。见图1百分表测头检查70-mm表面长约90mm范围内垂直度，小于0.03mm可满足要求这里可粗畧计算一下：

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由于上述几个问题的存在直接影响深孔钻削的质量和效率，所以在钻深孔过程中必须采取必要的技术措施加以解决。3、钻削Φ采取的基本技术措施这里说的基本技术措施是指在钻孔中所注意的问题，它包括：合理选择刀具材料、正确选择钻头的切削角度、合悝选用切削用量和转速、加强冷却与润滑等（1）合理选择刀具材料高速钢是高速工具钢的简称，它是由以钨、钒、钼和钴为主要合金元素的高合金工具钢其淬火后的硬度为62～70HRC，与碳素工具钢、合金工具钢相比高速钢的热硬性较好，耐磨性也有提高当切削温度达540℃～600℃时仍能维持其切削性能。

另外在读取数据时工作人员的视线是否与测量用具上的刻度线保持对齐的状态这对于读数准确十分关键。这些误差在日常实践中具有隐蔽性工作人员稍有马虎就很容易犯这样的错误。2、刀具角度误差和刀具磨损产生的误差在利用数控机床进行機械加工时刀具***的角度对于零件的加工精度有重要影响。不同角度的刀具不但能够影响对机械零件切削的锋利程度而且还会影响切削力度、切削保护和切削变形的大小等。

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