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截齒耐磨堆焊層實質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雜,截齒在切割煤巖過程中除了承受周期性壓應力、切應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的腐蝕作用。有文獻把截齒的磨損機制或性質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,而是應當綜合考慮,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系,該關系的量化確定,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

鎬型截齒由硬質合金刀頭、齒頭和齒柄三部分組成,采用釬焊工藝將硬質合金刀頭嵌入齒體連接�？晒┻x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。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合金刀頭的保護,導致刀頭過早脫落、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。