国产镐型截齿制造选材及热处理工艺

[摘 要]国产镐型截齿的寿命和性能除受工作环境、使用参数和结构参数影响外，截齿的制造选材和热处理工艺也是影响其性能的主要因素，为此，本文根据目前我国国产镐型截齿的制造情况，总结出了国产镐型截齿所使用的主要材料和热处理工艺并对其进行了分析，指出了材料和工艺存在的优点和缺陷，为镐型截齿制造工艺的选择提供了参考和指导。

[关键词]镐型截齿；材料；热处理；加工工艺

中图分类号：TD421.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）21-0046-02

在机械化采煤中，采煤机滚筒和掘进机截割头作为切削岩石和煤的主要工作机构，其性能好坏除受自身的整体结构和运行参数影响外，其上安装的镐型截齿的使用寿命和性能也是影响其性能的关键性因素。影响矿用镐型截齿使用寿命和性能的主要因素包括工作环境、运行参数、安装参数、结构参数以及截齿的材料和工艺性参数。在这些参数中工作环境、运行参数、安装参数、结构参数属于设计性参数，我国镐型截齿的设计性参数已达到国际先进水平，其材料和工艺性参数与国外还有较大的差距。由于材料和工艺差距的存在，使得我国国产镐型截齿每万吨煤的消耗量在100把以上，而国外镐型截齿平均每万吨煤的消耗量在20把以内，大大制约了我国国产截齿的制造水平和推广使用。为此，本文通过查阅文献，总结出了目前我国镐型截齿所使用的主要材料和一些材料的热处理工艺，并对其进行了分析和总结，以求促进镐型截齿制造材料和工艺的发展。

1.国产镐型截齿所使用的材料

镐型截齿材料包括合金头材料、齿身材料以及合金头与齿身焊接过程中所使用的钎料，这些材料的选择直接影响镐型截齿使用过程中的耐磨性和可靠性，影响截齿寿命，为此本文作者通过查阅大量文献和资料，对国产镐型截齿所使用的材料进行总结和概括，表1为目前国产镐型截齿主要使用的材料。

2.国产镐型截齿所用材料的热处理工艺

截齿工作时受煤和岩石的磨损及冲击作用，因此要求截齿的尖部具有较高的硬度与耐磨性，齿体具有较好的表面硬度和芯部强韧性以防止弯曲变形及断裂。下文是根据有关文献对齿身及硬质合金头的热处理工艺进行总结和概括。对于齿身材料所采取的热处理工艺主要有传统热处理工艺和特殊热处理工艺，分别见表2和表3。

由于WC合金本身所具得较高硬度和较强耐磨性，使其成为截齿合金头最常使用的合金材料。为能够更加详细的了解WC硬质合金的性能，相关学者对WC硬质合金不同的热处理阶段的性能进行了检测，测得的具体数据如表4所示。

3.分析与结语

根据相关文介绍献及四表数据可以看出：45钢经过一定的特殊处理能够明显提高截齿齿身的性能，但是效果不明显，只能适用于一些煤岩较软的场合，由于这种局限性，现在基本上使用45钢来作为齿身材料；40Mn2B经过热工艺后具有一定的物理和力学性能，但由于当前采煤机功率较大，切割的煤岩硬度较高，使其不能满足当今煤矿生产的要求，因此很少使用；BZ-30是一种物理、力学性能较好的材料，能够很好的满足截齿的性能需要，而且价格比ZG45Cr4SiMoVRE低许多，所以国产截齿中很多都使用这种材料制造截齿齿身；ZG45Cr4SiMoVRE是一种先进的金属材料，用这种材料制作的齿身能够极大的提高截齿的整体性能，国外很多厂家都采用这种材料，但由于价格较高，我国只有少数能够生产优质截齿的厂家使用该种材料；陶瓷材料是经过粉末冶金工艺后得到的一种具有高性能的复合材料，但由于其制造成本和制造水平的限制，在采煤机截齿上的运用，仅还在试验研究阶段；经过淬火和回火后的WC硬质合金具有很好的物理、力学性能，能够满足一般截齿的性能要求，但是在进行截齿齿身与WC合金头焊接时，由于两种材料成分、性能差异，不能很好的结合，因此，该方面的研究工作也尤为重要。

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