抗冲击、耐磨、无裂纹的硬质合金刀头研制

在硬质合金研究方面,与株洲硬质合金厂合作,对硬质合金进行了研究。通过对国内外硬质合金刀头的解剖分析,得出国外合金与国产合金的3项性能(磁力、比重、硬度)基本接近。在合金的显微结构上,也很难看出两者有很大差距。但是国外刀头的耐冲击性和耐磨性比较明显地优于国产刀头合金,主要是由于国产刀头合金原料纯度低,粉末成型工艺落后造成的。为此,对硬质合金新材质新工艺进行了研究。研制的截齿刀头选用了好的原料,改进成型工艺和合金制取工艺(高纯钨粉、高温还原、高温碳化)等3条技术措施,提高了截齿刀头的寿命。研制的合金具有高韧性、高耐磨性和高冲击性。

钎焊及热处理工艺研究截齿的钎焊及热处理工艺是保证强力截齿质量和寿命的关键技术之一。目前国内截齿的生产工艺一般为以下2种:

(1)截齿体加工成形→钎焊硬质合金头→盐炉加热→硝盐等温淬火→回火。

(2)截齿体加工成形→盐炉加热→硝盐等温淬火→清洗→钎焊硬质合金头→回火。

1种生产工艺,钎焊硬质合金头后盐炉加热再硝盐等温淬火。截齿体的硬度得到了保证,但硬质合金头在钎焊和硝盐等温淬火这一过程中,都经过了2次加热,从而使硬质合金头脆化,使截齿在使用过程中因硬质合金头崩裂和硬质合金头与截齿体焊接的开裂而大大缩短截齿的使用寿命。第2种生产工艺,硝盐等温淬火后钎焊硬质合金头,虽然焊缝的质量和硬质合金头的质量得到了保证,但截齿体头部的硬度却下降了,导致截齿体头部耐磨性大大降低,使得截齿在使用过程中硬质合金头过早脱落,同样也缩短了截齿的使用寿命。为此,采用截齿真空炉钎焊与热处理同时一次加热,使钎焊好的截齿直接进行淬火的工艺。该工艺具有以下显著特点:

(1)采用真空炉加热钎焊,避免了钎焊过程中钎焊表面与空气接触产生氧化,可使熔化的液态钎料与钎焊表面直接接触,产生湿润的填缝,以获得较好的钎焊质量。

(2)使钎焊好的截齿不经空冷直接淬火,避免了二次加热问题,又提高了齿体的综合机械性能。截齿的真空钎焊工艺流程为:清洗截齿体待焊部分、钎料和硬质合金刀头→烘干→装填焊料、硬质合金刀头→将截齿装入夹具内→入炉加热→冷却。

截齿生产流程

1、准备工作：按照订单领取额定数量的锻件、合金头、铜焊片、卡簧、包 装桶。开机检查水泵、冷却塔、输送带等设备是否运转正常，检测淬火液浓度是否适中，查看水箱冷却水是否足够，提前对回火炉进行升温，按照硬度要求设定温度，做好生产准备。

2、打印标签：在锻件底部打印生产日期，做好生产记录。在打印前调试好计算机和打标器的气压。

3、工件清洗：检查锻件孔内是否有灰尘，油渍等赃物，孔口是否有碰伤。如有问题及时清洗。

4、盛放焊片：在已打印标签的工件内按照给定的量盛放焊接片，焊片数量按照实际锻件规格盛放。

5、涂抹焊剂：调配适当浓度的助焊剂，在工件顶端和合金头上均匀涂抹焊接剂。

6、锻件加热：按下IGBT“主电开”按钮启动主电，将控制开关旋至“远程”档位，在远程操作箱开启“逆变”开关，缓慢调节“功率调节”开关至规定功率开始生产，截齿走到感应圈出口处时，探测温度是否在920-950℃之间，如有误差及时调功率。 7、挤压焊头：铜焊片溶化后，挤压合金头使已融化的焊液均匀环绕合金头，使产品达到应有的技术要求。

8、截齿淬火：已焊接好的的锻件在进入适当浓度的淬火池的工程中，严格控制淬火液的温度（低于45℃）。

9、工件回火：按照设定的温度对截齿回火，及时调换盛放工件的框子，室温下冷却回火后的截齿。

10、工件抛丸：对已回火的工件进行抛丸处理并检查产品是否合格，将不合格产品挑拣出，在下次生产过程中返修。

11、加装卡簧：合格的截齿按照要求加装卡簧，在此期间对涂油机进行升温并检查防锈油是否足够。

截齿的运动轨迹为平面摆线,镐型截齿的作业部分为一圆锥体,作业时好像镐尖楔入煤岩体,在镐形截齿尖楔入煤岩体的一瞬间,齿尖锥体外表对煤岩体的压力超越煤体的抗压强度,使煤岩粉碎,跟着镐形截齿的楔进,煤岩体内的张力越来越大,直到镐形截齿周围的扇形体从煤岩体上碎落下来。

　　截齿在截割煤岩时接受高的压应力、剪切应力和冲击负荷。煤的硬度虽不很高,但其间有煤矸石等硬的矿料,并且在采煤和凿岩进程中,截齿温度会急剧升高,导致齿顶材质软化,加快了截齿的失效进程。

　　截齿在作业进程中,磨粒(煤矸石等)与截齿外表间发作较大的压应力,带有锋利棱角并具有适宜迎角的磨粒能切削截齿外表构成显微切削。假如磨粒不行尖利或刺入截齿外表视点不适当,会在截齿外表挤出犁沟。