镐型截齿的失效分析和新技术研究.pdfVIP

中国材料科技与设备(双月刊)技术与研究2006年·第4期

镐型截齿的失效分析和新技术研究

孙玉宗，李惠琪，于洪爱，王大陆，李敏

(1．山东科技大学材料学院，山东青岛266510；

2、青岛钢铁有限公司中心实验室，山东青岛266043)

摘要：本文在镐型截齿失效原因分析的基础上，利用等离子束表面台金技术对截齿现有生产工艺进行改进，并对改进

的截齿进行了性能测试分析，结果表明等离子表面台金层硬度高，组织均匀细密。利用该技术生产的截齿下井试验，结果

表明比未经处理前寿命提高一倍以上，成本降低20％，具有显著的推广应用价值。

关键词：截齿；失效；等离子束；表面台金

中图分类号：TQ01TG174．4文献标识码：AA

1．2硬质合金齿尖脱落

0前言

除了钎焊时表面处理不当，钎焊剂对钎焊缝表面浸润

随着煤矿生产机械化的提高，采掘设备截割刀具的选不良，钎焊料充盈不佳从而造成焊缝剪切强度降低，以及

择和使用就显得尤为重要，截齿是采煤机的易损件，每台钎焊后的截齿被重复加热致使钎焊结合强度降低等原因

采煤机每年都要消耗大量配件…，经济效益损失很大。外，更主要的是硬质合金齿尖周边的齿体材料耐磨性差，

截齿工作时受煤和岩石的磨损及冲击作用，其失效形式主在使用中过快磨损，导致硬质合金齿尖的早期脱落。

要是磨粒磨损和断裂，因此要求截齿的尖部具有较高的硬1．3齿体弯曲或断裂

度和耐磨性，齿体具有较好的强韧性以防止弯曲变形及断钎焊温度过高使钢的晶粒粗大致使材料的机械性能下

裂j。如何提高截齿的耐磨性，进一步改善其寿命，是降；截齿母体材料选择不当，抗弯强度低；先调质后钎焊

一个有待解决的问题．4j。目前对截齿的改进研究也较

使截齿头部退火软化(先钎焊后调质或后淬火会影响硬质

多，本文在截齿破损形式分析的基础上提出一种新合金及钎焊缝的质量)；齿体形状设计不好等，都会造成

的工艺，采用等离子束表面冶金技术可以获得耐磨性高的

截齿弯曲或断裂。

截齿，并且已经运用到工业上，稳定性好，经济指标比

较高。2等离子束表面冶金工艺研究

1失效形式分析综合以上失效形式以及镐型截齿的应力分布规律的研

究，齿体尖部的耐磨性对截齿的寿命起决定性作用，因此

采煤机截齿工作过程中与煤层直接接触，其磨损形式

对齿体尖部的强化是许多企业和科技工作者的研究重点。

与煤层结构及硬度有很大的关系，煤的硬度较低，一般为本文作者在现有截齿工艺的基础上，利用等离子束表面冶

HV100—420。但由于煤里常会有不同硬度的杂质，硬度很

金技术，通过添加高耐磨性合金材料，对截齿齿体前部进

高，煤中的石英及黄铁矿对截齿的磨损特性影响最大，其行了强化，大幅度提高了截齿的使用寿命。

硬度HV900—1100…。截齿在切割煤岩时，承受高耐压应

2．1等离子束表面冶金技术原理

力、剪切应力和冲击负载。对其进行受力分析可知，