提高矿用截齿性能的技术途径

第２７卷第５期

煤矿机械Ｖ０１．２７Ｎｏ．５

１竺！！望堡旦垒！丛ｉ旦皇坠垒竺坠ｉ坠皇型

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文章编号：１００３．０７９４（２００６｝０５．０８２７．０２

提高矿用截齿牲髓的技术途径

张国栋

（煤炭科学研究总院太原分院，太原０３０００６）

摘要：根据矿用截齿的损坏形式，分析其失效的原因，通过在硬质合金、截齿体材质、焊缝间隙、钎焊及热处理工艺等方面的研究，寻找出提高矿用截齿性能的技术途径，为截齿的研制工作提供了参考。

关键词：掘进机；矿用截齿；性能；途径中图号：ＴＤ４２２．２

文献标识码：Ｂ

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１

截齿损坏形式分析

硬度不高，致使截齿合金刀头耐磨性能差。而截齿通过对国内截齿损坏形式的调研和对一些国内

头部则是由于原材料质量性能不稳定和截齿热处理外截齿的解剖分析及抗冲击性能试验，截齿失效原工艺不当等原因，造成截齿头部有裂纹，硬度偏低，因主要有以下几方面：影响其耐磨性。１．１抗冲击性能低

１．３掉合金头

通过大量观察损坏的截齿，发现多数截齿的损截齿掉合金头是截齿失效的主要形式之一。截坏不是正常磨损失效，尤其在硬岩截割中更为严重。齿掉合金头现象分为早期、中期和后期掉合金头。原因如下。

其中早期掉合金头所造成的危害最大，截齿在很短（１）合金刀头的性能差。国产合金中有石墨杂的工作时间里，钎焊在截齿体上的硬质合金刀头便质，晶粒分布不均匀，部分合金中有裂纹，这是造成从截齿体上掉下，致使截齿提前报废。截齿的早期硬质合金头崩裂的主要原因；其次是国产合金压制和中期掉合金头的原因主要是焊缝质量差，强度低，工艺比较落后，合金上下密度差大、孑Ｌ隙多、硬度低。

截齿体加工尺寸控制不严，造成焊缝间隙过大或过（２）合金头钎焊残余应力大。由于合金刀头与齿小，致使焊料流动困难，从而造成合金头“挤死”或体材料的热膨胀系数相差较大，且冷却时的收缩差随“缺焊”。为此我国颁发的煤炭行业标准ＭＴ２４６—钎焊温度的增大而增大。国产截齿多采用铜锌钎料，１９９６（煤矿用截齿》中对截齿的焊缝提出了要求，要其焊接温度达９５０℃以上，焊接残余应力较大。

求钎焊焊缝的剪切强度≥１８０ＭＰａ，优质截齿的钎焊（３）截齿齿体头部崩裂和偏磨使合金头过早失焊缝的剪切强度≥２３０ＭＰａ，另外要求焊缝内焊料充去保护支撑。其原因主要是国产原材料性能不稳盈度不小于８０％。截齿掉合金头另外的原因就是定，部分原材料中心疏松严重，使截齿体内部有潜在合金头钎焊工艺不当和焊前处理不好。截齿的后期裂纹。有的截齿在工作时不能自转，往往造成齿体掉合金头是因为截齿体前端的过度磨损使得硬质合的偏磨。金刀头过分突出，焊缝面积减小，从而导致焊缝强度１．２耐磨性差

不够造成截齿掉合金头。因此，要解决截齿后期掉耐磨性是指合金刀头和齿头部的耐磨性能。国合金头，除了提高钎焊质量和焊缝强度外，更重要的产截齿合金一般含钴量偏高，组织不完整，密度低，

是提高截齿体前端的耐磨性。

万　

方数据

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提高矿用截齿性能的技术途径——张国栋第２７卷第５期

２提高截齿性能的技术途径

２．１

抗冲击、耐磨、无裂纹的硬质合金刀头研制在硬质合金研究方面，与株洲硬质合金厂合作，

对硬质合金进行了研究。通过对国内外硬质合金刀头的解剖分析，得出国外合金与国产合金的３项性能（磁力、比重、硬度）基本接近。在合金的显微结构上，也很难看出两者有很大差距。但是国外刀头的耐冲击性和耐磨性比较明显地优于国产刀头合金，主要是由于国产刀头合金原料纯度低，粉末成型工艺落后造成的。为此，对硬质合金新材质新工艺进行了研究。研制的截齿刀头选用了优质原料，改进成型工艺和合金制取工艺（高纯钨粉、高温还原、高温碳化）等３条技术措施，提高了截齿刀头的寿命。研制的合金具有高韧性、高耐磨性和高冲击性。２．２刀体材质的研究

目前国内掘进机截齿刀体的材料多为合金结构钢３５ＣｒＭｎＳｉＡ，这种材料在淬火低温回火或等温淬火后，有较高的综合机械性能，但该材料横向性能比纵向性能差，有明显的回火脆性等缺陷。为此，进行了用４２ＣｒＭｏ合金结构钢作为截齿体材料的研究。４２ＣｒＭｏ同样属于中淬透合金钢，该钢无回火脆性，调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，与３５ＣｒＭｎＳｉＡ合金钢相比，更适合截齿的受力特性，试验结果表明，该钢制作的齿体头部的抗裂性能和冲击韧性要比３５ＣｒＭｎＳｉＡ钢种好。因此，４２ＣｒＭｏ合金结构钢比３５ＣｒＭｎＳｉＡ合金结构钢更适宜作截齿材料。

２．３焊缝间隙的研究

截齿钎焊焊缝间隙的大小是影响焊缝致密性和焊缝强度的关键因素。间隙太小，妨碍钎焊料流入；间隙过大，破坏钎焊缝的毛细管作用，使钎料不能填满焊缝间隙。截齿的钎焊，是钢与硬质合金的异种材料焊接，考虑硬质合金的线膨胀系数是钢的１／２～１／３，因此钎焊缝间隙应比钢对钢焊接时稍小。通过对几组不同间隙焊缝的试验研究，试验结果表明截齿焊缝间隙一般为０．０８。０．１５ｍｍ为宜，另外最好采用带锥面的合金头和带锥面的截齿体孔，以尽量保证硬质合金刀头周围焊缝间隙均匀一致。２．４钎焊及热处理工艺研究

截齿的钎焊及热处理工艺是保证强力截齿质量和寿命的关键技术之一。目前国内截齿的生产工艺一般为以下２种：（１）截齿体加工成形一钎焊硬质合

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方数据金头一盐炉加热一硝盐等温淬火一回火。（２）截齿体加工成形一盐炉加热一硝盐等温淬火一清洗一钎焊硬质合金头一回火。第１种生产工艺，钎焊硬质合金头后盐炉加热再硝盐等温淬火。截齿体的硬度得到了保证，但硬质合金头在钎焊和硝盐等温淬火这一过程中，都经过了２次加热，从而使硬质合金头脆化，使截齿在使用过程中因硬质合金头崩裂和硬质合金头与截齿体焊接的开裂而大大缩短截齿的使用寿命。第２种生产工艺，硝盐等温淬火后钎焊硬质合金头，虽然焊缝的质量和硬质合金头的质量得到 …… 此处隐藏：1660字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……