提升标准

在将液压能转化为冲击波进而破碎岩石的精密工程系统中，凿岩钻头可以说发挥着最为关键的作用。山特维克矿山着手开发一种独特的新型钻头，以帮助瑞典北部的一位客户解决长期存在的钻具寿命问题。经过三年的潜心开发，大功告成，首席工程师Andreas Rindeskär对于这款“顶部中心”（top center）设计的自豪之情溢于言表。

Rindeskär说：“我们必须采用一种全新的设计，赋予钻头我们所希望的功能。”

产品经理Robert Grandin是该研发项目的关键推动者之一。

Grandin说：“该设计的初衷是为了解决客户遇到的极端问题，而如今它已成为一种广泛应用的标准解决方案。实践证明，该设计大获成功，我们因此决定推广这种高度专业化的技术，以获得更大的直径，并使其适用于更多的应用场合。”

设计中的一个关键问题是钻头上的空间不够。

Rindeskär指出：“过去20多年一直沿用的设计由于空间不够，很难做出改进。我们必须创造出全新设计理念，从而能实现我们想要的功能。”

Rindeskär和设计同事John Hammargren的首要任务是延长钻头使用寿命。由于淘汰钻头的主要标准是直径的过度磨损，因此延长使用寿命的最简便方法是增加边齿数量。由于可用空间极小，事实证明这种方式存在问题。此外，若增加硬质合金齿的数量和尺寸，通常会导致钻进速率降低：即相同的冲击力所产生的每齿合力降低。

新设计通过抬升前平面，使两三个前齿比钻头边缘的边齿高出数毫米，解决了以上问题。此外，前齿相对钻头的对称轴倾斜微小的角度。抬升的前平面形成略微凹进的孔底形状，改变了凿岩作业方式，提升了钻头性能。

抬升的前平面设计不影响钻进速率，甚至能够提高钻进速率，这是因为二次破碎作业减少，岩屑更容易排出。

对于工具钢的深入认识促成了钻头体应力水平的提高。在磨蚀工况下，钻头的设计寿命约为500米，这就意味着为提高耐磨性，在一定程度上牺牲了钢疲劳属性。

如今极为精确、可靠的生产工艺是突破应力极限的一个关键促成因素。生产技术的持续改进使得我们能够获得极小的制造公差。

“顶部中心”设计还采用了新的硬质合金牌号 —— GC80。Grandin说：“硬质合金的问题是耐磨性和韧度不可兼得。我们在开发GC80时，希望能兼顾这两方面。”