提高截齿性能的技术途径

根据对国产截齿损坏形式的调查以及国内外部分截齿的解剖分析和抗冲击性能试验，提高截齿性能的技术途径主要包括以下几点。

1.抗冲击、耐磨、无裂纹硬质合金刀头的研制

在硬质合金的研究方面，通过对国内外硬质合金刀具的解剖分析，得出国外合金的三大性能（磁力、比重、硬度）与国内合金基本相似的结论。在合金的微观结构中，很难看出它们之间有很大的差距。但国外刀头的抗冲击性和耐磨性明显优于国内刀头合金，这主要是由于国内刀头合金纯度低，粉末成形工艺落后。因此我们对硬质合金新材料和新工艺进行了研究。开发的截齿刀头选用优质原材料，通过改进成型工艺和合金制备工艺（高纯钨粉、高温还原和高温碳化）等三项技术措施，提高了截齿刀头的使用年限。开发出来的合金具有高韧性、高耐磨性和高抗冲击性。

2.耐磨层堆焊

为了解决截齿在采煤过程当中快速磨损失效的问题，在截齿锥顶（硬质合金刀头）下方的齿体上，通过堆焊（或其他冶金方法）沿圆周方向沉积一条宽度约为20-30mm、厚度为2-3mm的环形带。这种环形带称为耐磨堆焊层。常用的硬面材料有马氏体硬面合金，高铬铁铬碳合金体系，碳化钨，碳化铌等。在机理上，截齿堆焊层的作用如下:1 .弥补或改变合金刀头钎焊工艺在齿体圆周上形成的性能劣化现象。2.进一步优化或加强刀头的使用性能。当然，后者在采用先钎焊刀头再整体热处理截齿。但是，实际情况并不简单。截齿耐磨堆焊层的出现和应用，将截齿刀盘与切削煤岩之间的摩擦和冲击转化或部分转化为堆焊层与切削煤岩之间的摩擦和冲击。它们之间的摩擦、磨损和冲击损伤不仅取决于两种接触材料的特性和匹配行为，而且在煤矿开采过程当中受到多种因素的影响。

3.刀体材料的研究

目前国内掘进机截齿刀体材料多为合金结构钢，经低温淬火或等温淬火后综合力学性能较高，但该材料的横向性能不如纵向性能，存在回火脆性等明显缺点。因此，开展了42CrMo合金结构钢作为截齿车身材料的研究。42CrMo也是一种中等可硬化合金钢，没有回火脆性，调质后具有较高的疲劳极限和耐多次冲击性能。与以前的合金钢相比，更适合截齿。试验结果表明，该钢制成的齿头的抗裂性和冲击韧性优于以前的合金钢。因此，42CrMo合金结构钢比35CrMnSiA合金结构钢更适合作为截齿材料。

4.焊缝间隙的研究

截齿钎焊焊缝间隙的大小是影响焊缝致密性和焊缝强度的关键因素。间隙太小，阻碍钎料流入；间隙过大，破坏了钎焊缝的毛细作用，阻碍了钎料填充焊缝间隙。截齿的钎焊是钢和硬质合金之间异种材料的焊接。考虑到硬质合金的线膨胀系数为钢的钎焊间隙应略小于钢对钢焊接。通过对几组不同间隙焊缝的试验研究，试验结果表明截齿焊缝间隙一般为0.08-0.15 mm，最好使用带锥面的合金头和截齿带锥面的体孔，以保证硬质合金刀头周围焊缝间隙均匀。