截齒的簡單介紹

截齒的詳細信息

截齒 - 失效形式

硬質(zhì)合金頭脆裂

1.硬質(zhì)合金頭質(zhì)量問題，國產(chǎn)硬質(zhì)合金頭中含有石墨雜質(zhì)，晶粒分布不均勻，部分硬質(zhì)合金中有裂紋存在，在沖擊載荷的作用下，截齒刀頭處于高應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)遇到堅硬的煤巖，高壓應(yīng)力超過硬質(zhì)合金的強度極限時便發(fā)生脆裂。如果硬質(zhì)合金中Co元素含量不足，導(dǎo)致韌性不足，在沖擊載荷的作用下，硬質(zhì)合金刀頭也容易脆裂。2. 釬焊殘余應(yīng)力大，國產(chǎn)截齒多采用銅鋅釬料，其焊接溫度達到920攝氏度以上，硬質(zhì)合金、釬料、基體金屬間膨脹系數(shù)差別很到，冷卻時3種材料收縮程度不同，其中銅收縮量最大，基體金屬次之，硬質(zhì)合金最小，這樣必然在硬質(zhì)合金與釬料，釬料與基體金屬間存在很大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致焊縫強度下降，截割時受到強大的沖擊力負荷，導(dǎo)致硬質(zhì)合金頭脆裂。

截齒的磨損

1.磨料磨損。國產(chǎn)合金中有的合金元素含量達不到要求，含有石墨雜質(zhì)，晶粒分布不均勻，孔隙多，組織不均勻，這是造成硬質(zhì)合金頭磨損的主要原因；齒體材料質(zhì)量性能不穩(wěn)定，熱處理過程控制不當(dāng)是造成齒體磨損的原因。2.紅硬性較低導(dǎo)致的磨損。紅硬性是指道具材料在高溫下保持高硬度的能力。理論上硬質(zhì)合金可以在800-1000℃的高溫下保持高硬度，但由于國產(chǎn)硬質(zhì)合金的生產(chǎn)存在一些現(xiàn)實問題使得截齒的紅硬性較低。截齒在截割煤巖時，刀頭表面溫度可達600-800℃，其硬度下降50%左右，材質(zhì)的軟化加速了截齒的磨損。

硬質(zhì)合金頭易脫落

由于焊接和形狀設(shè)計的原因，導(dǎo)致合金頭脫落。

高錳鋼系列、抗磨鉻鑄鐵系列、耐磨合金鋼系列、奧貝球鐵（ADI）系列、各類非金屬耐磨材料和各類復(fù)合或梯度材料及硬質(zhì)合金材料。如碳化鉻復(fù)合材料（Cr2C3+Q235）、高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）、高韌硬質(zhì)合金（YK25.6）等。

目前常用煤截齒堆焊次耐磨材料主要是馬氏體和高鉻堆焊合金，對于馬氏體堆焊合金（D317，D327，DG7等）耐磨性主要決定于堆焊層中Fe-Cr-Mo-C固溶所形成的馬氏體來抵抗磨損。但是馬氏體的纖維硬度（800Hv）遠遠低于無聊的顯微硬度（2400Hv），且堆焊層中無耐磨碳化物存在，因此使用效果不是很理想。高鉻Fe-Cr-C合金系（D688，D638等），依靠堆焊層中形成的CrC3作為耐磨硬質(zhì)相抵抗磨損，與馬氏體合金相比由于具有碳化物，因此耐磨性能有了提高，但是此類堆焊合金焊后表面會開裂，在煤截齒工作中遇到?jīng)_擊焊縫會脫落。另外，CrC3纖維硬度僅為1500Hv，遠低于SiO2和Al3O2顯微硬度，磨損仍很嚴重，使用效果也不是很理想。

北京固本科技研發(fā)的新型耐磨堆焊材料—碳化鈮，煤截齒鋼機表面堆焊上一層碳化鈮硬質(zhì)合金，以獲得與基體呈冶金結(jié)構(gòu)的堆焊耐磨層。碳化鈮密集分布在鐵基馬氏體和殘留奧氏體上，保護集體不受磨損，堆焊層的高硬度硬質(zhì)合金以及大量起到耐磨骨架作用的金相組織，使堆焊層具有較高的耐磨性。耐磨堆焊層的平均顯微硬度為580HV，洛氏硬度為54HRC，最高硬度可達到68HRC。碳化鈮形狀近似長約5微米的正方形，不會貫穿整個焊縫，因此對堆焊基體的割裂作用小，提高焊縫韌性。

截齒 - 截齒的熱處理工藝

釬焊及熱處理工藝研究截齒的釬焊及熱處理工藝是保證強力截齒質(zhì)量和壽命的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國內(nèi)截齒的生產(chǎn)工藝一般為以下2種:

(1)截齒體加工成形 →釬焊硬質(zhì)合金頭 →鹽爐加熱 →硝鹽等溫淬火 →回火。

(2)截齒體加工成形 →鹽爐加熱 →硝鹽等溫淬火 →清洗 →釬焊硬質(zhì)合金頭 →回火。第1種生產(chǎn)工藝,釬焊硬質(zhì)合金頭后鹽爐加熱再硝鹽等溫淬火。截齒體的硬度得到了保證,但硬質(zhì)合金頭在釬焊和硝鹽等溫淬火這一過程中,都經(jīng)過了2次加熱,從而使硬質(zhì)合金頭脆化,使截齒在使用過程中因硬質(zhì)合金頭崩裂和硬質(zhì)合金頭與截齒體焊接的開裂而大大縮短截齒的使用壽命。第2種生產(chǎn)工藝,硝鹽等溫淬火后釬焊硬質(zhì)合金頭,雖然焊縫的質(zhì)量和硬質(zhì)合金頭的質(zhì)量得到了保證,但截齒體頭部的硬度卻下降了,導(dǎo)致截齒體頭部耐磨性大大降低,使得截齒在使用過程中硬質(zhì)合金頭過早脫落,同樣也縮短了截齒的使用壽命。為此,采用截齒真空爐釬焊與熱處理同時一次加熱,使釬焊好的截齒直接進行淬火的工藝。

該工藝具有以下顯著特點:

(1)采用真空爐加熱釬焊,避免了釬焊過程中釬焊表面與空氣接觸產(chǎn)生氧化,可使熔化的液態(tài)釬料與釬焊表面直接接觸,產(chǎn)生濕潤的填縫,以獲得優(yōu)質(zhì)的釬焊質(zhì)量。

(2)使釬焊好的截齒不經(jīng)空冷直接淬火,避免了二次加熱問題,又提高了齒體的綜合機械性能。截齒的真空釬焊工藝流程為:清洗截齒體待焊部分、釬料和硬質(zhì)合金刀頭 →烘干 →裝填焊料、硬質(zhì)合金刀頭 →將截齒裝入夾具內(nèi) →入爐加熱 →冷卻。

截齒 - 焊接設(shè)備

焊接是通過加熱、加壓，或兩者并用，使兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。

常用的截齒焊接設(shè)備有以下幾種：

80kw超音頻感應(yīng)加熱設(shè)備

60Kw高頻感應(yīng)加熱設(shè)備

160Kw中頻感應(yīng)加熱設(shè)備

焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。因此感應(yīng)加熱設(shè)備的發(fā)展也是日益壯大。選用好的加熱設(shè)備，能使工作事半功倍。

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