激光熔覆技術(shù)在礦用截齒上的應(yīng)用

2022-05-24 09:59:24 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 瀏覽量：689

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如今我國(guó)煤礦采煤和掘進(jìn)的機(jī)械化越來(lái)越普及，由于開(kāi)采煤層厚度變高，殲石層硬度加大，采煤機(jī)與掘進(jìn)機(jī)的截割功率也不斷加大，隨之配套的礦用截齒消耗量也隨之提高，費(fèi)用也升高不少。以兗礦集團(tuán)某綜采二隊(duì)的調(diào)查數(shù)據(jù)分析，某采煤機(jī)在頂板及底板有夾肝的情況下，每年因更換截齒的費(fèi)用約為10萬(wàn)元。從采煤機(jī)與掘進(jìn)機(jī)的修復(fù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，截齒的損壞原因主要有：截齒磨損、刀頭脫落、刀頭碎裂等，同時(shí)截齒座如果組焊不準(zhǔn)確，在截割時(shí)，煤和肝石的位置和形狀是錯(cuò)綜復(fù)雜的，導(dǎo)致截齒座磨損也很嚴(yán)重。
根據(jù)磨損理論分析，煤對(duì)金屬的磨損屬于磨料磨損，是由于煤中的石英、黃鐵礦等硬礦物在在截齒頭表面劃出的溝紋而造成的磨損，同時(shí)腐蝕物質(zhì)也將影響其耐磨性。另外，截齒在制造時(shí)，由于材料合金元素達(dá)不到要求，含有石墨雜質(zhì)，晶粒分布不均勻，會(huì)造成刀頭提前磨損；齒體材料性能不穩(wěn)定，熱處理工藝的不好控制，也是造成齒體磨損的原因。
紅硬性是指刀具材料在高溫下保持高硬度的能力，高溫下硬度高則紅硬性好，反之亦然。按照理論分析，硬質(zhì)合金可以在800～1000°C的高溫下保持較高的硬度。但是由于在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)硬質(zhì)合金時(shí)存在一定的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，這就使得截齒刀頭的紅硬性較低。截齒在截割煤巖時(shí)，由于摩擦使刀頭表面產(chǎn)生600-800°C 的高溫，硬度下降50％左右，材質(zhì)的軟化加速了截齒的磨損。
在采掘設(shè)備修理過(guò)程中，截齒座磨損后，一般采用焊補(bǔ)修復(fù)，除非截齒座從中間斷裂，才會(huì)更換新件。截齒座的磨損勢(shì)必影響截齒的正常使用，這就形成磨料磨損的連鎖反應(yīng)。
激光熔覆技術(shù)是一種高效高性能的金屬表面熱處理技術(shù)，它是指以不同的填料方式在被涂覆基體表面上放置選擇的涂層材料，經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時(shí)熔化并快速凝固后形成稀釋度極低并與基體材料成冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性等的工藝方法。
在截齒上應(yīng)用激光熔覆技術(shù)，可以大大提高截齒和截齒座的耐磨性，延長(zhǎng)使用壽命，降低成本。與電鍍、噴涂、堆焊和氣相沉積等傳統(tǒng)工藝相比，激光熔覆的熔覆層組織均勻致密，微觀缺陷少，與基材結(jié)合強(qiáng)度高，稀釋率可控性好；冷卻速度快，基材熱影響區(qū)小，熱變形量小。而且激光熔覆可以無(wú)接觸加工，自動(dòng)化，熔覆厚度和熔覆區(qū)域可控。在截齒上應(yīng)用激光熔覆技術(shù)，可大大提高截齒和截齒座的耐磨性，可延長(zhǎng)使用壽命，降低成本。
激光熔覆設(shè)備即使時(shí)刻處于粉塵、水汽以及有害氣體的環(huán)境之中；在高速、重載、振動(dòng)、沖擊、摩擦和介質(zhì)腐蝕的工況下，也都可以正常運(yùn)行，能適應(yīng)零件維護(hù)的不及時(shí)，并且可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)作業(yè)，提高工作效率。
采用激光熔覆技術(shù)后，截齒平均顯微硬度為HV800，洛氏硬度為HRC65左右。與普通截齒相比，激光熔覆截齒和煤層接觸時(shí)無(wú)火花，耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度及抗剪性均有大幅度提高。既減少了截齒更換檢修時(shí)間、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)又節(jié)約大量的資金，降低了成本，增加了收益。激光熔覆技術(shù)作為一門新興的處理工藝，技術(shù)先進(jìn)，熔覆部件后穩(wěn)定、可靠、持久，因此，在煤機(jī)制造行業(yè)中應(yīng)大力推廣和采用激光熔覆技術(shù)。

                

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