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。

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耐磨性是指合金刀头和齿头部的耐磨性能。国产截齿合金一般含钴量偏高,***不完整,密度低,硬度不高,致使截齿合金刀头耐磨性能差。而截齿头部则是由于原材料质量性能不稳定和截齿热处理工艺不当等原因,造成截齿头部有裂纹,硬度偏低,影响其耐磨性。
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截齿钎焊焊缝间隙的大小是影响钎焊缝致密性和焊缝强度的关键因素,间隙太小,妨碍钎焊料流入,间隙过大,***钎焊缝的毛细管作用,使钎焊料不能填满间隙。截齿的钎焊,是钢与硬质合金的异种材料钎焊,考虑硬质合金的线膨胀系数比钢要小,因此钎焊缝间隙应比钢对钢焊接时稍小,在使用HL105、HL106铜焊料时,截齿钎缝间隙一般为0.105~0.15mm,另外为了保证硬质合金周围焊缝间隙均匀一致,可把硬质合金下端设计成锥台形,以便利用截齿体与硬质合金两锥面产生自定心效果。

目前国内的旋挖钻机截齿生产厂家中，大多数都是采用的铜锌钎料，这种物质的焊接温度一般都能够达到九百多度，其金属之间所产生的膨胀系数较大，因此就会很大的拉应力。在使用旋挖钻机截齿过程中，由于截齿会产生高温，因此这些铜锌钎料产生的拉应力就会导致截齿受到很大的负荷，其中一部分来自截齿外硬度较强的煤矿，另一部分就是来自本身的拉应力，因此就会容易出现截齿碎裂的情况。