耐磨截齒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種耐磨截齒，屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)采已成為煤礦、鐵礦、金礦等硬質(zhì)巖層開(kāi)采的主要采掘方 法。而截齒，是機(jī)采設(shè)備上的關(guān)鍵工作構(gòu)件，由硬質(zhì)合金頭和鋼質(zhì)齒體、并經(jīng)釬焊處理方法 組成。截齒在采掘過(guò)程中由于受到煤層或巖層的嚴(yán)重磨損和沖擊，以磨損、掉齒、斷齒等主 要損壞形式報(bào)廢，需要頻繁更換，消耗量極大，既降低采掘效率、又增加采掘生產(chǎn)成本。
[0003] 截齒的工作核心部分是合金頭，需要有很高的硬度和耐磨性，因而選用了具有高 硬度、高耐磨性的硬質(zhì)合金材料制造合金頭。但硬質(zhì)合金材料的韌性較低、抗沖擊能力差， 不能單獨(dú)制成截齒構(gòu)件，需用韌性較好、強(qiáng)度較高的鋼質(zhì)材料進(jìn)行保護(hù)，即齒體，但鋼質(zhì)材 料的耐磨性較差。
[0004] 截齒在工作過(guò)程中，不僅合金頭會(huì)受到巖層（或煤層）的磨擦磨損，齒體頭部也會(huì) 受到同樣的磨擦磨損。由于齒體選用鋼質(zhì)材料制作，與選用硬質(zhì)合金材料制造的合金頭相 比，抗磨損性能相差很大。因此，齒體頭部要比合僉頭磨損快，也就是說(shuō)，在合金頭磨損較小 的情況下，齒體頭部會(huì)很快磨損。隨著齒體頭部的快速磨損，導(dǎo)致合金頭逐漸失去齒體的保 護(hù)，當(dāng)齒體頭部磨損到一定程度時(shí)，合金頭將會(huì)被打掉或被打斷，而使截齒失效。
[0005] 上述分析和實(shí)際使用考察，得出相同的結(jié)果：截齒失效時(shí)，合金頭的磨損較小，但 齒體磨損使合金頭失去保護(hù)而被打掉或被打斷為主要表現(xiàn)形式。亦即，合金頭材料的潛能 還沒(méi)有完全發(fā)揮出來(lái)，合金頭和齒體的抗磨損性能不匹配，這是普通截齒產(chǎn)品存在的技術(shù) 問(wèn)題，這既是一種材料資源的浪費(fèi)，也降低了截齒產(chǎn)品的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的合金頭和齒體抗磨損性能不匹配的問(wèn)題，本實(shí)用新型提 供一種耐磨截齒。
[0007] 本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種耐磨截齒，包括合金頭和齒體，其特征在于：所述齒體頭部表面上堆焊有一層 耐磨涂層。
[0009] 所述耐磨涂層堆焊在齒體3頭部的25~30mm軸向長(zhǎng)度的齒體表面上。
[0010] 所述耐磨涂層的厚度為1. 5~2. 0mm。
[0011] 所述耐磨涂層的堆焊焊道寬度為5. 5~6. 0mm，厚度為1. 5~2. 0mm。
[0012] 所述耐磨涂層的堆焊焊道呈螺線型，螺距6. 0mm，連續(xù)堆焊3~4圈。
[0013] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)添加耐磨涂層，使得耐磨截齒具有較高的抗磨 性能，提高了齒體頭部的抗磨損能力，從而延長(zhǎng)了齒體的有效磨損和保護(hù)合金頭的時(shí)間，起 到了提高截齒使用壽命、充分發(fā)揮合金頭潛能的目的，達(dá)到了合金頭和齒體在使用過(guò)程中 的最佳匹配性能。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是耐磨截齒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2是耐磨層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖中1為合金頭，2為耐磨涂層，3為齒體。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 如圖1所示，耐磨截齒包括合金頭1和齒體3,以及通過(guò)氣體保護(hù)堆焊的方法在齒 體3頭部的25-30mm軸向長(zhǎng)度的齒體表面上，堆焊一層厚度2. 0-4. Omm的高合金成分、高 硬度、高抗磨性的耐磨涂層2。堆焊耐磨涂層2后，使得齒體3頭部的表層硬度由原有的 40-45HRC提高到60HRC以上，且合金成分也發(fā)生了變化，可大大提高齒體頭部的耐磨性能。
[0018] 根據(jù)耐磨截齒耐磨涂層的成分、性能、尺寸形狀和施工工藝技術(shù)要求，確定耐磨涂 層2熔覆生產(chǎn)技術(shù)方案如下：
[0019] ①耐磨涂層2熔覆生產(chǎn)工藝的確定
[0020] 根據(jù)齒體3頭部需熔覆耐磨涂層3部位的尺寸結(jié)構(gòu)和耐磨涂層的性能特點(diǎn)要求， 經(jīng)技術(shù)分析和工藝試驗(yàn)，確定采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的工藝技術(shù)方法進(jìn)行耐磨涂層2的 熔覆一一堆焊，將具有高耐磨性的合金材料熔覆在齒體3頭部的表層上，以提高截齒頭部的 抗磨損性能。采用連續(xù)堆焊工藝方式，使得耐磨涂層2呈螺旋型，焊道均勻美觀，無(wú)貫穿裂 紋。
[0021] ②耐磨涂層2材料的設(shè)計(jì)與制備
[0022] 根據(jù)耐磨涂層2的性能和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的施工工藝技術(shù)要求，耐磨涂層2 材料需要制作成為藥芯絲狀的焊絲，外皮為工業(yè)純鐵制作，直徑為I. 2mm和I. 6mm兩種尺 寸，因截齒齒體頭部尺寸大小確定焊絲直徑。藥芯是以Fe為基本材料、添加能夠提高合金 材料耐磨性能鎢、鉬、鉻、碳等合金元素的粉狀材料，粒度為140-325目，經(jīng)混料、球磨和篩 分等工序加工而成，而后再制成焊絲，本焊絲可明弧堆焊，不需要?dú)怏w保護(hù)，其成分含量如 下表。
[0023] 耐磨涂層2堆焊原料的主要成分（余量Fe)
[0025] 經(jīng)堆焊重熔后，耐磨涂層2的硬度：彡60HRC。
[0026] ③專用焊接變位器的設(shè)計(jì)和制作
[0027] 根據(jù)耐磨涂層2的形狀和二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的施工工藝技術(shù)要求，需配備能夠 實(shí)現(xiàn)螺旋式連續(xù)焊接的專用焊接變位器。由于市場(chǎng)上的旋轉(zhuǎn)功能變位器較大，不適于尺寸 較小的截齒產(chǎn)品。于是，利用現(xiàn)有的臺(tái)式車床，對(duì)其進(jìn)行改造，并與二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī) 相連，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，使之成為截齒產(chǎn)品耐磨層堆焊專用的焊接變位器一一半自動(dòng)截齒專 用堆焊機(jī)。該設(shè)施運(yùn)行參數(shù)為：
[0028] 主軸轉(zhuǎn)速：l-10r/min，可連續(xù)無(wú)機(jī)調(diào)速；
[0029] 槍架橫向行程：250mm ;
[0030] 配備250A二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)。
[0031] ④耐磨涂層2堆焊
[0032] 耐磨涂層2堆焊要求：堆焊焊道寬度5. 5-6. 0mm，堆焊層厚度2. 5-3. 0mm，呈螺線 型，螺距6. Omm ;連續(xù)堆焊，堆焊3-4圈，焊道均勻美觀，無(wú)貫穿裂紋。。
[0033] 堆焊后，耐磨層硬度彡60HRC。
[0034] 此耐磨截齒耐磨涂層2的堆焊技術(shù)，具有如下特點(diǎn)：
[0035] ①選用了特制的富含高耐磨性能合金元素的藥芯焊絲作為耐磨層堆焊的焊材，根 據(jù)耐磨涂層的性能要求設(shè)計(jì)成分，保證了耐磨涂層的耐磨性能要求；而焊絲較粉末熔覆方 法的粉末焊材，易于運(yùn)輸和保存，生產(chǎn)操作時(shí)易于調(diào)整和控制。
[0036] ②由于截齒產(chǎn)品單件尺寸不大（最大截齒重2. 5kg，堆焊部位最大尺寸Φ42)，不 適于大電流、大熔深的高強(qiáng)焊接方法，因而選用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的工藝方法進(jìn)行耐磨 涂層的堆焊，可實(shí)現(xiàn)低電流堆焊，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，容易操作。
[0037] ③根據(jù)截齒產(chǎn)品尺寸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和耐磨涂層熔覆要求，利用閑置的倒棱機(jī)改制成截 齒產(chǎn)品耐磨涂層堆焊的專用設(shè)備，配置NB-500型二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊劑和送絲系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 了截齒產(chǎn)品耐磨涂層堆焊的自動(dòng)連續(xù)焊接，單件產(chǎn)品裝卡后一次焊接操作完成耐磨涂層的 堆焊，生產(chǎn)效率高，焊道均勻、穩(wěn)定，呈螺線形，堆焊質(zhì)量滿足截齒產(chǎn)品的性能要求。
[0038] 截齒齒體頭部堆焊耐磨涂層后，其頭部表面硬度顯著提高，由原來(lái)的44-45HRC提 高到60HRC以上，且表面化學(xué)成分也發(fā)生了根本變化，大大提高了截齒齒體頭部的耐磨性， 可以更好地與合金頭的耐磨性相匹配，從而保護(hù)合金頭不會(huì)提前出現(xiàn)掰齒或斷齒，有效地 提高截齒的使用壽命。從而延長(zhǎng)了齒體的有效磨損和保護(hù)合金頭的時(shí)間，起到了提高截齒 使用壽命、充分發(fā)揮合金頭潛能的目的，達(dá)到了合金頭和齒體在使用過(guò)程中的最佳匹配性 能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種耐磨截齒，包括合金頭（1)和齒體（3)，所述齒體（3)頭部表面上堆焊有一層耐 磨涂層（2)，其特征在于：所述耐磨涂層（2)堆焊在齒體（3)頭部的25~30mm軸向長(zhǎng)度的 齒體表面上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨截齒，其特征在于：所述耐磨涂層（2)的厚度為 2. 0 ~4. Omm03. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐磨截齒，其特征在于：所述耐磨涂層（2)的堆焊焊道寬 度為5. 5~6. Omm,厚度為1. 5~2. 0mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨截齒，其特征在于：所述耐磨涂層（2)的堆焊焊道呈 螺線型，螺距6. 0mm，連續(xù)堆焊3~4圈。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種耐磨截齒，包括合金頭和齒體，所述齒體頭部表面上堆焊有一層耐磨涂層，所述耐磨涂層堆焊在齒體頭部的25～30mm軸向長(zhǎng)度的齒體表面上，耐磨涂層的堆焊焊道寬度為5.5～6.0mm，厚度為1.5～2.0mm，耐磨涂層的堆焊焊道呈螺線型，螺距6.0mm，連續(xù)堆焊3～4圈。該耐磨截齒的耐磨涂層具有較高的耐磨性能，提高了齒體頭部的耐磨損能力，延長(zhǎng)了齒體的有效磨損和保護(hù)合金頭的時(shí)間，起到了提高截齒使用壽命、充分發(fā)揮合金頭潛能的目的，達(dá)到了合金頭和齒體在使用過(guò)程中的最佳匹配性能。
【IPC分類】E21C35/183
【公開(kāi)號(hào)】CN204691768
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520100798
【發(fā)明人】張寶瑞, 關(guān)煥志, 張美俊
【申請(qǐng)人】包頭科泰高技術(shù)材料有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日