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截齒耐磨堆焊層實質(zhì)上是一個沿截齒齒頭圓周方向,采用堆焊方法形成的、具有一定寬度(20～30mm)和一定厚度(2～3mm)的環(huán)形隔離帶(見圖2)。這個環(huán)形隔離帶使齒頭不再與被采煤巖直接接觸,保護截齒齒頭母材免遭強烈磨損;齒頭壽命延長的同時維護了硬質(zhì)合金刀頭正常作業(yè),免遭刀頭過早脫落使截齒失效。截齒堆焊層的工況條件比較復(fù)雜,截齒在切割煤巖過程中除了承受周期性壓應(yīng)力、切應(yīng)力和沖擊載荷作用外,還要承受長時間磨粒磨擦、沖擊產(chǎn)生的溫升作用以及腐蝕介質(zhì)的腐蝕作用。有文獻把截齒的磨損機制或性質(zhì)歸納為機械磨損伴隨著熱疲勞磨損和磨粒磨損。不難看出,截齒堆焊層的性能要求比較苛刻,首先自身要耐磨,也就是說在采煤過程中,截齒堆焊層與煤層間會發(fā)生持續(xù)磨擦運動,截齒堆焊層必須經(jīng)受住煤層的長時間磨損。在這種情況下,堆焊層的硬度、耐磨性越高越好;其次,必須考慮截齒在切割煤巖過程中不可避免的沖擊載荷作用,如果堆焊層的硬度太高,金屬韌性較差,堆焊層金屬容易發(fā)生崩裂或斷裂。因此,堆焊層的硬度不一定是越高越好,而是應(yīng)當(dāng)綜合考慮,使其具有良好的綜合抗磨性能。所謂綜合抗磨性能,是指具有較高耐磨性能前提條件下,適當(dāng)降低硬度和耐磨性,以其適度的耐磨性改善堆焊層綜合抗損性。最佳的綜合抗損性與堆焊層硬度之間存在一定的匹配關(guān)系,該關(guān)系的量化確定,可能對于截齒堆焊層焊接材料性能的重大改進產(chǎn)生積極的推動作用。

2. 采煤機截齒耐磨堆焊層性能及影響因素

鎬型截齒由硬質(zhì)合金刀頭、齒頭和齒柄三部分組成,采用釬焊工藝將硬質(zhì)合金刀頭嵌入齒體連接。可供選用的、能夠滿足截齒工況條件的齒體鋼種很多,截齒制造企業(yè)可根據(jù)截齒種類及具體工況條件選擇合適的截齒刀體材質(zhì)。有些截齒經(jīng)受不住采煤過程中煤炭巖石的強烈磨損,而且因其過早磨損而喪失對硬質(zhì)合金刀頭的保護,導(dǎo)致刀頭過早脫落、失效。在嵌入合金刀頭附近圓周方向堆焊一個推焊層,相當(dāng)于在截齒齒體薄弱環(huán)節(jié)加裝了一圈鎧甲(見圖3),避免截齒齒體與被切割煤炭過早直接接觸,保護截齒齒體免遭煤炭及巖層強烈磨損。