Une introduction détaillée au taillant à boutons fileté

Un taillant à boutons fileté est un outil de forage installé à l’extrémité avant d’une tige de forage de roche et relié à celle-ci par un raccord fileté. Il est équipé de boutons en carbure de tungstène insérés dans le corps du taillant, qui permettent de fragmenter et de forer efficacement la roche.

1. Raccord fileté
2. Corps du taillant, fabriqué en acier allié 45CrNiMoVa à haute résistance, capable de supporter les charges d’impact et de torsion.
3. Boutons en carbure de tungstène, qui constituent les principaux éléments de coupe du taillant à boutons. Ils sont fabriqués en carbure cémenté YK05 à haute résistance et agissent directement sur la surface de la roche afin d’assurer une fragmentation efficace grâce aux impacts à haute fréquence et à la rotation.
4. Trous de rinçage, utilisés pour évacuer les déblais de forage à l’aide d’air comprimé ou d’un rinçage à l’eau.

Beentools propose les spécifications de filetage suivantes pour les taillants à boutons filetés :

1. Taillant de forage fileté à boutons R28
2. Taillant à boutons fileté R32
3. Taillant à boutons fileté R35
4. Taillant de forage fileté à boutons R38
5. Taillant à boutons fileté T35
6. Taillant à boutons fileté T38
7. Taillant à boutons fileté T45
8. Taillant à boutons fileté T51
9. Taillant à boutons fileté ST58
10. Taillant de forage fileté à boutons ST68

Le 45CrNiMoVa est un acier faiblement allié à ultra-haute résistance développé indépendamment en Chine et fabriqué conformément à la norme GB/T 3077-1988. Il est similaire à l’acier D6AC utilisé aux États-Unis.

Sa composition chimique (fraction massique) est la suivante :

• Carbone (C) : 0,42-0,49 %
• Silicium (Si) : 0,17-0,37 %
• Manganèse (Mn) : 0,50-0,80 %
• Chrome (Cr) : 0,80-1,10 %
• Nickel (Ni) : 1,30-1,80 %
• Molybdène (Mo) : 0,20-0,30 %
• Vanadium (V) : 0,10-0,20 %
• Phosphore (P) : ≤0,025 %
• Soufre (S) : ≤0,025 %
• Cuivre (Cu) : ≤0,25 %
• Le reste est constitué de fer (Fe) et d’impuretés inévitables

Ce matériau présente un rapport élevé entre limite d’élasticité et résistance à la traction, une résistance mécanique extrêmement élevée, une bonne ténacité, une excellente résistance à haute température et ne présente pas de fragilité de revenu.

Le corps du taillant à boutons fileté est fabriqué par forgeage, ce qui améliore sa résistance à la fatigue et aux chocs et lui permet de supporter des charges d’impact répétées.

Un traitement de cémentation de 21 heures est également appliqué. La profondeur de la couche cémentée peut atteindre 2 mm et la dureté superficielle peut atteindre 50 HRC, ce qui contribue à prolonger la durée de vie en fatigue.

YK05 est une nuance de carbure de tungstène. Ses principaux éléments chimiques comprennent le tungstène, le cobalt et le carbone.

• Le tungstène est l’élément clé qui améliore la dureté et la résistance à l’usure.
• Le cobalt agit comme liant et améliore la ténacité.
• Le carbone est présent sous forme de carbures et contribue à augmenter la dureté.

Le YK05 présente une dureté extrêmement élevée, avec une dureté Vickers de 1600 à 1800 HV, ainsi qu’une résistance mécanique élevée, une excellente résistance à l’usure et une bonne résistance à la corrosion. Grâce à ces propriétés, le carbure de tungstène YK05 convient particulièrement bien aux outils de forage à boutons.

Les taillants à boutons filetés fournis par Beentools utilisent un assemblage à chaud avec installation des boutons au moyen de cales en cuivre. Ce procédé évite les risques de fissuration associés au pressage à froid. L’interface en cuivre favorise la dissipation thermique et garantit une installation des boutons sans jeu.

Les taillants à boutons filetés sont soumis à un traitement de grenaillage et à une passivation anticorrosion.

Un bouton de jauge, également appelé bouton périphérique, est un bouton situé sur la rangée la plus extérieure du taillant et chargé de maintenir le diamètre du trou de forage.

L’angle des boutons de jauge désigne l’angle formé entre les boutons périphériques extérieurs et l’axe central du taillant.

Cet angle influence :

• la manière dont les boutons de jauge entrent en contact avec la paroi du trou,
• la vitesse d’usure des boutons de jauge,
• la capacité du taillant à rectifier la paroi du trou,
• et la rectitude du trou foré.

Si l’angle des boutons de jauge est trop faible, les boutons ont davantage tendance à s’enfoncer vers l’intérieur, ce qui réduit la capacité de correction et détériore la rectitude du trou. Si l’angle est trop important, les boutons périphériques supportent une charge plus élevée et s’usent plus rapidement, bien qu’ils puissent rectifier plus efficacement la paroi du trou.

Beentools propose des angles de boutons de jauge de 30 degrés, 35 degrés et 40 degrés.

• 30 degrés convient au forage de roches dures, avec une capacité de correction plus faible mais une usure plus lente.
• 35 degrés est la valeur intermédiaire la plus couramment utilisée et offre un bon équilibre des performances globales.
• 40 degrés convient aux roches plus tendres ou aux applications nécessitant une capacité de correction plus élevée, mais l’usure est relativement plus rapide.

Dans la plupart des conditions de travail, 35 degrés constitue l’option la plus couramment utilisée et la plus équilibrée. Pour les formations extrêmement dures, un angle de 30 degrés peut être choisi. Si une capacité de correction plus importante est nécessaire, un angle de 40 degrés peut être envisagé.

Un bouton central est un bouton situé au centre même de la face du taillant. Pendant le forage, il agit sur la partie centrale de la surface rocheuse.

1. Concave Pendant le forage de la roche, les boutons de jauge entrent en contact avec la roche et la pénètrent en premier. Cela aide le taillant à établir rapidement un point central au démarrage du trou, à s’aligner automatiquement sur l’axe du trou et à rester plus facilement centré. Cette conception contribue à réduire la déviation et améliore la rectitude du trou ainsi que la précision du forage. Elle convient aux applications exigeant une grande rectitude des trous, telles que le forage de trous de mine et l’excavation de tunnels.
2. Convexe (bombée) Au début du forage, les boutons centraux entrent d’abord en contact avec la roche, puis les autres boutons interviennent. Cette conception permet de fragmenter et d’évacuer plus rapidement le noyau rocheux. Elle convient donc aux applications nécessitant une productivité élevée ou une fragmentation rapide du noyau, telles que les opérations de creusement rapide de galeries.
3. Plate Tous les boutons sont disposés à la même hauteur sur un même plan et répartis uniformément. Les forces externes et les charges d’impact sont ainsi distribuées plus uniformément sur la face du taillant, réduisant le risque de dommages localisés, de fissuration ou de défaillance prématurée. Cela permet à chaque bouton de supporter une charge plus homogène pendant le forage, améliorant ainsi la durée de vie et la stabilité du taillant. Cette conception convient aux formations très abrasives à forte teneur en silice, telles que le quartzite et le silex.
4. Centre abaissé (Drop Center) Cette conception comporte une zone centrale en retrait sur la face du taillant. Elle aide le taillant à maintenir la trajectoire de forage prévue, à réduire les déviations et à améliorer la rectitude et la stabilité du trou. Elle est couramment utilisée pour les trous d’ancrage profonds et les trous de renforcement dans les applications géotechniques et minières.

1. Bouton sphérique Sa partie supérieure présente une forme bombée et arrondie. Il est épais, robuste, durable et très résistant aux impacts et à l’usure. Bien que la vitesse de forage soit légèrement inférieure, les boutons sphériques offrent une excellente résistance à la rupture et conviennent particulièrement aux formations rocheuses très dures ou aux environnements de forage à impacts élevés.
2. Bouton balistique Ce bouton présente une partie supérieure pointue et profilée. Il offre une vitesse de forage plus élevée et une pénétration plus profonde dans la roche, avec une efficacité généralement supérieure de 10 % à 20 % à celle des boutons sphériques. Il convient aux roches tendres à moyennement dures ainsi qu’aux projets nécessitant une pénétration plus rapide.
3. Bouton parabolique Il s’agit d’une conception hybride équilibrée entre les boutons sphériques et balistiques. Elle combine le taux de pénétration élevé des boutons balistiques avec la durée de vie plus longue des boutons sphériques. Il s’agit d’un choix polyvalent très apprécié pour différents types de chantiers, offrant un excellent rapport coût-performance.
4. Bouton conique Ce bouton possède une partie supérieure conique et convient uniquement aux roches tendres. Il permet de concentrer la force et d’obtenir une vitesse de forage très élevée. Les applications typiques comprennent la craie tendre, l’argile et les formations de sol.

Un taillant fileté Retrac à boutons est un taillant à boutons fileté doté d’une jupe de conception Retrac. Le terme « Retrac » désigne un profil spécial de jupe présentant une forme extérieure en retrait, rétrécie ou dégagée, souvent dotée de rainures ou de nervures, ressemblant quelque peu à une conception en « taille » ou à « rainures ».

Cette conception permet d’éviter que le taillant ne se bloque dans les formations complexes, les zones de faille, les terrains meubles ou les trous susceptibles de s’effondrer. Elle facilite le retrait du taillant et améliore l’efficacité sur le chantier. Elle est couramment utilisée dans l’exploitation minière, le boulonnage de roche, le creusement de tunnels et d’autres applications impliquant des zones fracturées, des terrains faillés ou des formations instables.

Un taillant d’alésage à boutons est un taillant spécialement conçu pour l’agrandissement des trous. Sa fonction principale consiste à agrandir un trou pilote existant jusqu’au diamètre cible. Il est largement utilisé dans l’exploitation minière, le renforcement de la roche, le creusement de tunnels et d’autres applications d’ingénierie nécessitant un alésage.

Le terme « alésage » désigne l’agrandissement d’un trou précédemment foré. Dans les industries minières et du forage de roche, un trou pilote de plus petit diamètre est généralement foré en premier, puis un taillant d’alésage est utilisé pour l’agrandir jusqu’au diamètre final prévu.

Un taillant d’alésage à boutons est généralement de plus grande dimension, avec plusieurs rangées de boutons renforcés répartis sur la face et le bord extérieur. Il présente une grande capacité de charge ainsi qu’une excellente résistance aux impacts et à l’usure. Il est généralement utilisé avec un taillant pilote, qui guide la direction du forage pendant que le taillant d’alésage agrandit le trou.

1. Taillant pilote d’alésage à boutons Cette conception comporte une section pilote à l’avant et un corps d’alésage doté de plusieurs rangées de boutons à l’arrière, combinant le guidage et l’alésage en une seule opération. Elle permet de mieux contrôler la direction et de réduire les déviations lors du forage de longs trous. Elle est largement utilisée dans les applications d’alésage exigeant une grande précision et une efficacité élevée.
2. Taillant d’alésage bombé à boutons Il s’agit d’un taillant d’alésage doté d’une face convexe bombée dans laquelle sont insérés des boutons en carbure de tungstène. Il est spécialement conçu pour l’alésage dans les roches dures ou les formations complexes et offre une résistance élevée à l’usure, une longue durée de vie et une grande efficacité d’alésage.

Beentools propose le marquage laser sur tous les corps de taillants à boutons filetés. Le marquage résiste à l’usure et reste clairement visible même à la fin de la durée de vie du taillant. En outre, Beentools peut fournir des numéros de série permettant la traçabilité des produits.