本文在大量调研的基础上,发现传统的截齿生产工艺存在很多缺点。本课题的主要目的在于提供一种即保持截齿齿体、钎焊缝、硬质合金齿尖的强韧性,又能大幅度提高硬质合金齿尖周边齿体头部表面硬度和抗冲击磨损性能的**低成本镐形截齿生产方法。 对镐型截齿的采煤机理进行了分析,并且利用Ansys有限元软件对截齿齿体进行受力计算,结果表明齿体头部受力较大、磨损较为严重,这是导致截齿失效的重要原因。本文利用先进的等离子束表面冶金技术,对镐型截齿的生产工艺进行改进,确定的新型截齿的较终生产工序如下:①齿体下料→②锻造→③机械加工→④齿头表面等离子束表面冶金**合金防护层→⑤齿体热处理→⑥精修盲孔→⑦冷装硬质合金齿尖→⑧表面防腐处理。 利用等离子束表面冶金技术,获得了与截齿齿体呈冶金结合的冶金层。对冶金层的组织性能进行了检测和分析,结果表明,冶金层的组织主要为树枝晶组织,在γ-Fe(Cr,W,Nb,Al)固溶体上弥散分布有合金碳化物(Fe,Cr,W,Nb)_7C_3,这种显维组织硬度较高,**性较好,能有效保护硬质合金头。 本文利用金属的强韧化原理,对齿体材料进行改进,采用低碳结构钢20CrMnTi,进行淬火低温回火后,获得了低碳马氏体组织,具有较好的强度和韧性综合力学性能,适合于截齿的工作环境。 最后采用过盈配合冷装硬质合金刀头,消除了钎焊所带来的不良影响。 利用上述工艺生产了36把截齿进行井下试验,结果表明等离子束表面冶金技术生产的**镐型截齿寿命比普通国产截齿有较大提高,已**过进口截齿,具有广阔的市场前景。

表面冶金镐型截齿的研究