矿用截齿材质
时间:2016-06-15 作者 :admin
矿用截齿是采煤及巷道掘进机械中的易损件之一,是落煤及碎煤的主要工具。一般结构是在经淬火、回火处理的低合金结构钢刀体上镶嵌硬质合金刀头。
截齿在工作时承受高的周期性压应力、切应力、冲击负荷。
其主要失效形式为刀头脱落、崩刀和刀头、刀体磨损,在某些工况条件下也经常因为刀体折断造成截齿的失效。
由于截齿刀体的机械性能好坏直接影响截齿的使用寿命,所以合理选择截齿
刀体的材质和有效的热处理方式,对减少截齿刀体的磨损折断、降低采煤机截齿消耗量、提高采煤机械运转率、增加采煤生产的综合经济效益,都有积极的意义。
截齿刀体材质
截齿在切割煤岩时承受高的周期性压应力、切应力和冲击负荷,煤的硬度虽不很高,但其中经常会遇到煤矸石等硬的矿料,切割煤岩过程中由于摩擦、冲击还会造成截齿温度升高,在如此复杂工况条件下工作的截齿,就要求其刀体既要耐磨又应具有较好的耐冲击性能。截齿刀体一般采用低合金结构钢制造。
矿用截齿常用材质从国内部分煤矿实际使用的进口、国产的截齿来看,刀体材质多为42CrMo、35CrMnSi等钢种,也有煤矿在采用国内新研制的Si-Mn-Mo系准贝氏体钢。
[42CrMo钢]强度高、淬透性高、韧性好、淬火变形小、在高温时有高的蠕变和持久强度等特点。42CrMo钢经热处理后,有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。
[35CrMnSi钢]也是淬透性较好的材质,经适当的热处理后可得到强度、硬度、韧性和疲劳强度较好的综合力学性能,能适应采煤生产较复杂的工况条件。
[Si-Mn-Mo系准贝氏体钢]是国内科研单位研制的新型截齿刀体材料的一种,其特点是经过合金成分的合理设计,使材质具有较好的热处理工艺性能,热处理后使钢的强度、韧性、耐磨性能满足截齿力学性能要求。
能够适合截齿工况条件的钢种还有很多,截齿制造过程中可根据截齿种类及具体工况选择合适的截齿刀体材质。
截齿刀体生产过程中的热处理工艺
42CrMo材质刀体的常规热处理工艺为:840℃油淬+360~400℃回火。
35CrMnSi材质刀体的常规热处理工艺为:880℃油淬+380~430℃回火。有条件的生产厂家也可采用880℃加热保温+280~320℃等温淬火,然后空冷的热处理工艺。
Si-Mn-Mo系准贝氏体钢采用的是:880℃正火+回火热处理工艺。热处理后可获得由贝氏体、铁素体和残留奥氏体组成的准贝氏体组织,具有良好的强韧性配合和高的耐磨性。
热处理工艺煤炭行业截齿生产标准规定:截齿刀体硬度为40~45HRC,冲击韧性不小于49J/cm2。
在生产过程中,截齿刀体材料应通过热处理达到或超过要求规定的力学性能指标。
截齿座及齿靴材质
截齿座及齿靴
材质是微合金热处理钢34MnCrB4+TiB650。
截齿硬质合金头原材料
截齿硬质合金头为钨钴合金,由碳钨和钴合成。
碳钨属于最硬的金属材料,同时又很脆;与柔软的钴合成后,形成了硬度和抗磨损度都很高的合金,能经受住超强冲击负荷。
截齿新型耐磨堆焊材料
高锰钢系列、抗磨铬铸铁系列、耐磨合金钢系列、奥贝球铁(ADI)系列、各类非金属耐磨材料和各类复合或梯度材料及硬质合金材料。如碳化铬复合材料(Cr2C3+Q235)、高能离子注渗碳化钨材料(WCSP)、高韧硬质合金(YK25.6)等。
煤截齿材质
煤截齿钢体选用经过热处理高强度合金钢,保持高强韧形和高耐磨性;煤截齿刀头选用高质量经过冷等静压的硬质合金。
无火花截齿材质
无火花截齿的头也是采用的硬质合金,只不过外面用等离子焊技术焊上一层粉末合金陶瓷层,无火花截齿是使用先进的等离子熔覆强化技术在截齿头部熔覆一层高硬度金属陶瓷层,该金属陶瓷层具有硬度高、韧性好、耐磨耐冲击等特点,很好的保护了截齿齿体头部,降低了截齿头部齿体磨损速度,使截齿齿体与合金头同步磨损,达到了最优配合。无火花截齿在使用过程中“不产生火花”。