截齿简介
采煤机工作环境十分恶劣，煤层中夹杂着大量煤矸石等杂质，截齿在高冲击、高应力、高磨损条件下工作，是采煤过程中大量使用的易损件。实际生产表明磨损是截齿失效的主要原因，为解决截齿的磨损失效问题，相关单位对截齿的齿体材料、强度、结构尺寸、硬质合金刀头的材料性能和几何尺寸及工作机构的运动学参数等方面进行了大量的研究。

截齿的磨损
目前截齿磨损失效的解决办法多为对齿体材料、硬质合金刀头材料及钎焊工艺的改进。但是，我们发现齿体齿尖部分是截齿磨损失效的主要原因。根据统计数据(左图)，因齿体齿尖部分引发的正常磨损、齿尖磨钝、硬质合金头过早脱落占到截齿磨损失效原因的69%。

截齿齿体材料
最常见的截齿齿体材料为35CrMnSi合金钢，经调质处理后其综合性能硬度为HRC42-44。但是由于调质处理先于焊接硬质合金刀头，导致截齿成品距离齿尖30mm内的齿体硬度下降到HRC20以下并出现魏氏体组织，机械性能大幅下降，工作时由于两侧刃面硬度过低而迅速磨损失效。齿体齿尖部分磨损失效后无法形成对硬质合金刀头的保护，直接导致齿尖磨钝和硬质合金刀头过早脱落。
左图：齿体齿尖磨损失效后齿体头部变钝，截割面积变大截割阻力增加，导致截齿强度降低并产生大量粉尘。右图：齿体齿尖磨损失效后无法保护硬质合金头，硬质合金头过早脱落。合金刀头脱落后截齿只能使用刀体截割，磨损极其严重。

传统解决方法
传统解决截齿齿体磨损的方法有两种：一种是寻求性能更好的合金钢用以制造截齿；另一种是对常见合金钢进行热处理以提升其性能。截齿硬质合金刀头过早脱落的原因，传统上归结于钎焊质量不佳，解决方法为寻求更好的钎焊材料或改进现有钎焊工艺。但是，传统解决截齿磨损失效的方法没有考虑齿体齿尖部位，无法从根本上解决由于齿体齿尖硬度过低导致的齿尖磨钝、齿体磨损和合金刀头脱落问题。

卓力截齿耐磨强化方案
针对因齿体尖部硬度过低导致齿尖磨钝、截齿磨损和硬质合金头过早脱落，最终导致截齿失效的问题。我们提出了两种解决方案：TIG焊Ni60+WC，高频感应熔覆WC增强Ni60合金涂层。


左图：经过耐磨强化的截齿成品。 右图：耐磨强化涂层显微结构图。


耐磨截齿实际使用效果
在采煤机上同时安装普通截齿及采用我们的解决方案进行耐磨强化的截齿，工作39小时后将截齿取下观察使用效果。

左图：普通截齿工作39小时后形貌。 右图：耐磨强化截齿工作39小时后形貌。


左图：工作39小时后形貌对比。 右图：工作39小时后形貌对比。

工程案例
2008年10月27日，开滦（集团）蔚州矿业公司崔家寨矿E12506工作面（该工作面煤层厚度约为3.6米，含煤矸石约5%），在综采二队MGTY300/730型双滚筒采煤机上（截齿型号U92，单筒齿数为40，滚筒转速为35.7r/m，截齿割深为0.7m）安装使用了经过我们的解决方案进行耐磨强化的U92截齿。截至2008年11月24日，过煤量约6万吨，共消耗耐磨强化截齿16把，每万吨煤消耗截齿约5.3把。同比未经耐磨强化处理的截齿万吨煤消耗13.3把。相对耐磨性提高2.5倍以上。