合理選擇截齒刀體材料及熱處理方式的幾點建議
時間：2015-05-29 作者 ：admin
礦用截齒是采煤及巷道掘進機械中的易損件之一，是落煤及碎煤的主要工具，它的性能好壞直接影響采煤機械生產(chǎn)能力的發(fā)揮、功率的消耗、工作平穩(wěn)性和其他相關(guān)零部件的使用壽命。截齒的種類很多，一般結(jié)構(gòu)是在經(jīng)淬火、回火處理的低合金結(jié)構(gòu)鋼刀體上鑲嵌硬質(zhì)合金刀頭。截齒在工作時承受高的周期性壓應(yīng)力、切應(yīng)力、沖擊負荷。其主要失效形式為刀頭脫落、崩刀和刀頭、刀體磨損，在某些工況條件下也經(jīng)常因為刀體折斷造成截齒的失效。由于截齒刀體的機械性能好壞直接影響截齒的使用壽命，所以合理選擇截齒刀體的材質(zhì)和有效的熱處理方式，對減少截齒刀體的磨損折斷、降低采煤機截齒消耗量、提高采煤機械運轉(zhuǎn)率、增加采煤生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟效益，都有積極的意義。
合理選擇截齒刀體材料及熱處理方式的幾點建議
（1）根據(jù)截齒工作過程中的受力狀況，適合做截齒刀體材料的鋼種很多，像鉻鉬結(jié)構(gòu)鋼、鉻鎳鉬結(jié)構(gòu)鋼、鉻釩結(jié)構(gòu)鋼、鉻錳硅結(jié)構(gòu)鋼、硅錳鉬系結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)適當?shù)臒崽幚砗缶勺鳛榻佚X刀體材料選用。
（2）有關(guān)單位對我國礦用截齒的情況調(diào)查表明，截齒消耗量各礦相差懸殊，刀體的失效形式各不相同。其原因除刀體本身質(zhì)量外，主要是各礦的地質(zhì)條件相差很大，因此建議應(yīng)根據(jù)不同的工況條件，對刀體本身的力學(xué)性能進行相應(yīng)的控制。
（3）截齒生產(chǎn)過程中，除選擇合適的刀體材料外，還應(yīng)對刀體的毛坯鍛造及各種熱處理工藝進行嚴格控制，確保刀體具有良好的綜合力學(xué)性能。避免因刀體折斷或耐磨性差而造成截齒的早期失效。
截齒刀體常用材質(zhì)
截齒在切割煤巖時承受高的周期性壓應(yīng)力、切應(yīng)力和沖擊負荷，煤的硬度雖不很高，但其中經(jīng)常會遇到煤矸石等硬的礦料，切割煤巖過程中由于摩擦、沖擊還會造成截齒溫度升高，在如此復(fù)雜工況條件下工作的截齒，就要求其刀體既要耐磨又應(yīng)具有較好的耐沖擊性能。截齒刀體一般采用低合金結(jié)構(gòu)鋼制造。
從國內(nèi)部分煤礦實際使用的進口、國產(chǎn)的截齒來看，刀體材質(zhì)多為42CrMo、35CrMnSi等鋼種，也有煤礦在采用國內(nèi)新研制的Si－Mn－Mo系準貝氏體鋼。
42CrMo鋼強度高、淬透性高、韌性好、淬火變形小、在高溫時有高的蠕變和持久強度等特點。42CrMo鋼經(jīng)熱處理后，有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。
35CrMnSi鋼也是淬透性較好的材質(zhì)，經(jīng)適當?shù)臒崽幚砗罂傻玫綇姸?、硬度、韌性和疲勞強度較好的綜合力學(xué)性能，能適應(yīng)采煤生產(chǎn)較復(fù)雜的工況條件。
Si－Mn－Mo系準貝氏體鋼是國內(nèi)科研單位研制的新型截齒刀體材料的一種，其特點是經(jīng)過合金成分的合理設(shè)計，使材質(zhì)具有較好的熱處理工藝性能，熱處理后使鋼的強度、韌性、耐磨性能滿足截齒力學(xué)性能要求。
能夠適合截齒工況條件的鋼種還有很多，截齒制造過程中可根據(jù)截齒種類及具體工況選擇合適的截齒刀體材質(zhì)。
截齒刀體生產(chǎn)過程中的熱處理工藝
煤炭行業(yè)截齒生產(chǎn)標準規(guī)定：截齒刀體硬度為40～45HRC，沖擊韌性不小于49J/cm2。在生產(chǎn)過程中，截齒刀體材料應(yīng)通過熱處理達到或超過要求規(guī)定的力學(xué)性能指標。
42CrMo材質(zhì)刀體的常規(guī)熱處理工藝為：840℃油淬+360～400℃回火。
35CrMnSi材質(zhì)刀體的常規(guī)熱處理工藝為：880℃油淬+380～430℃回火。有條件的生產(chǎn)廠家也可采用880℃加熱保溫+280～320℃等溫淬火，然后空冷的熱處理工藝。
Si－Mn－Mo系準貝氏體鋼采用的是：880℃正火+回火熱處理工藝。熱處理后可獲得由貝氏體、鐵素體和殘留奧氏體組成的準貝氏體組織，具有良好的強韌性配合和高的耐磨性。
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