如何提高截齿的性能？
来源：森工机械 发布时间：2020-11-25
采煤机截齿是直接破碎煤体的刀具，是实现煤炭现代化施工的主要设备。它在工作中经常受到强烈的冲击和磨损，更换截齿的工作也很频繁，在使用的过程中能够减少劳动力，提高员工的安全，在采煤机施工的过程中截齿工作作为主要的承力者，它消耗量的大小直接关系到采煤成本的高低，因此，设计出结构合理、选材正确的截齿具有重要意义。
镐形截齿撞击煤岩体的过程中，截齿齿尖以一定的角度锲入煤岩体内，从而使煤岩体被压部位逐渐粉碎。随着截齿锲入深度的增加，煤岩体内部的压张力逐渐增大，使被粉碎的煤岩体的截面不断扩大。同时，被压部位表面会产生大的弹性变形，从而使煤岩体断裂，并形成扇形落煤。
提高截齿性能的技术途径
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 耐磨层的堆焊
为了解决截齿在采煤过程中的快速磨损失效问题，采用堆焊方式(或其他冶金方式)在截齿锥顶(硬质合金刀头)以下齿体部位，沿圆周方向堆焊一个宽度约20-30mm、厚度2-3mm的环形带。此环形带即称之为耐磨堆焊层。常用的耐磨堆焊材料为马氏体堆焊合金(D317，D327，DG7等)、高铬Fe-Cr-C合金系(D688，D638等)、碳化钨、碳化铌(北京固本牌KB515)等。从机理上讲，截齿耐磨堆焊层的作用是：1、弥补或改变因硬质合金刀头钎焊工艺在齿体圆周形成的性能劣化现象(指先热处理后钎焊工艺生产的截齿)。2、进一步优化或强化刀头部分使用性能。当然，采用先钎焊刀头后整体热处理截齿的制造工艺时，后者的作用更为突出。然而，实际情况并不简单，截齿耐磨堆焊层的出现和使用，将截齿刀头与被切割煤岩之间的磨擦、冲击等作用，转换为或部分转换为堆焊层与被切割煤岩之间的磨擦、冲击等作用。它们之间的磨擦磨损、冲击损伤等，不仅取决于两个接触体材料的特性及其匹配行为，同时还受到采煤过程中诸多因素的影响。
3 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。
4 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1Π2～1Π3 ,因此钎焊缝间隙应比钢对钢焊接时稍小。
