微束等离子弧表面熔覆的采煤截齿及其方法

摘要

本发明公开了一种微束等离子弧表面熔覆的采煤截齿及其方法。包括硬质合金头和采煤截齿齿体；在成品采煤截齿齿体的锥体前部20～30mm打磨深度1～3mm处，除硬质合金头裸露部分外的锥体前部打磨处，堆焊一层耐磨合金。堆焊时，用高温胶覆盖硬质合金头裸露部分，耐磨合金层的表面硬度为HRC58~62。本发明开发了一种既有齿体表面的高硬度、高耐磨性，又保持钎焊缝及硬质合金头强度和韧性的加工方法，对刀头简单保护的基础上，对截齿锥体前部采用微束等离子弧熔覆方法堆焊一层耐磨合金。从而解决了采煤截齿使用中短寿命的难题，平均寿命提高50%左右。

说明书

技术领域

本发明涉及一种微束等离子弧表面熔覆的采煤截齿及其方法。

背景技术

煤炭是我国的能源主体，煤炭工业增加产量、提高劳动生产率的一项关键技术是采掘机械化。最常用的采掘机械是螺旋滚筒式采煤机，其所用的采煤刀具称为截齿，它是综采机上直接切割煤岩的关键零件。截齿是易损件，对吨煤成本有一定的影响，所以提高截齿质量，延长其使用寿命，对提高采煤机工作效率和降低生产成本有重要意义。

截齿基本上分两大类：刀型截齿和镐型截齿。现在，国内、外均是以将硬质合金头与齿体钎焊在一体。

截齿是直接截割煤和岩石的，它受到煤和岩石的磨粒磨损和冲击，因此，对截齿的基本要求是：（1）高耐磨性；（2）高强韧性。当遇到夹矸及断层时不仅要求耐磨性好，而且耐冲击，最好达到刀头不崩裂，刀体不磨损。

一般的硬质合金截齿生产工艺过程是：齿体锻造——热处理——钎焊硬质合金头，这样的结果是钎焊硬质合金的热循环会使齿体退火而变软，降低了截齿的耐磨性；还有生产厂家采取如下的生产工艺：齿体锻造——钎焊硬质合金头——整体热处理，这样的结果是整体热处理会影响到合金头的性能，会在钎焊缝及硬质合金头中产生微裂纹，损害截齿使用寿命。这是一对很难解决的矛盾。针对截齿在使用中的难题，国内外都采取了种种措施，但是目前使用的截齿仍不够理想。

随着新材料新技术的迅速发展，现在国内外都在积极开发和应用涂层工具，可以说是迎来了涂层工具的全盛时期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刀型截齿微束等离子弧表面熔覆延寿方法，对刀头保护的基础上，并对截齿锥体前部采用微束等离子弧熔覆方法堆焊一层耐磨合金，解决了采煤截齿使用中短寿命的难题。

本发明采用的技术方案是：

一、一种微束等离子弧表面熔覆的采煤截齿：

本发明包括硬质合金头和采煤截齿齿体；在成品采煤截齿齿体的锥体前部20～30mm打磨深度1～3 mm处，除硬质合金头裸露部分外的锥体前部打磨处，堆焊一层硬度为HRC58~62耐磨合金。

二、一种微束等离子弧表面熔覆的采煤截齿方法：

对于成品采煤截齿齿体的锥体前部20～30mm处打磨深度1～3 mm，沿圆锥面，采用微束等离子弧熔覆工艺堆焊一层耐磨合金；堆焊时，用高温胶覆盖硬质合金头裸露部分，耐磨合金层的表面硬度为HRC58~62。

所述的耐磨合金的元素质量百分比含量C 1.47~1.95%，Fe 0.0~4.0%，Si 2.8~4.4%，B 2.0~3.6%，Cr 12~20%，Ni 47.5~62.8%，W 16.53%，Co 2.4%。

所述的微束等离子弧熔覆工艺：输入电源220V，额定功率4KAV，输出电流70~100A，离子气流量0.2~0.4L/min，送粉气流量0~1L/min，保护气流量2~6 L/min，送粉量0~50g/min，一次堆焊厚度0.5~4mm，一次堆焊宽度2~5mm，粉末粒度100~300目，工作距离3~12mm。

所述的离子气、送粉气和保护气均为99.99%的工业氩气。

本发明具有的有益效果是：

本发明开发了一种既有齿体表面的高硬度、高耐磨性，又保持钎焊缝及硬质合金头强度和韧性的加工方法，对刀头简单保护的基础上，对截齿锥体前部采用微束等离子弧熔覆方法堆焊一层耐磨合金。从而解决了采煤截齿使用中短寿命的难题，平均寿命提高50%左右。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是图1的左视图。

图中：1、硬质合金头；2、耐磨合金；3、采煤截齿齿体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，包括硬质合金头1和采煤截齿齿体3；在成品采煤截齿齿体3的锥体前部20～30mm打磨深度1～3 mm处，除硬质合金头裸露部分外的锥体前部打磨处，堆焊一层硬度为HRC58~62耐磨合金2。

对于成品采煤截齿齿体的锥体前部20～30mm处打磨深度1～3 mm，沿圆锥面，采用微束等离子弧熔覆工艺堆焊一层耐磨合金；堆焊时，用高温胶覆盖硬质合金头裸露部分，耐磨合金层的表面硬度为HRC58~62。

所述的耐磨合金的元素质量百分比含量C 1.47~1.95%，Fe 0.0~4.0%，Si 2.8~4.4%，B 2.0~3.6%，Cr 12~20%，Ni 47.5~62.8%，W 16.53%，Co 2.4%。

所述的微束等离子弧熔覆工艺：输入电源220V，额定功率4KAV，输出电流70~100A，离子气流量0.2~0.4L/min，送粉气流量0~1L/min，保护气流量2~6 L/min，送粉量0~50g/min，一次堆焊厚度0.5~4mm，一次堆焊宽度2~5mm，粉末粒度100~300目，工作距离3~12mm。

所述的离子气、送粉气和保护气均为99.99%的工业氩气。

实施例1：

对于成品镐型采煤截齿的锥体前部20～30mm范围内先打磨2 mm后，沿圆锥面，采用微束等离子弧熔覆工艺堆焊一层耐磨合金；堆焊时，用高温胶（耐高温1000℃以上）覆盖硬质合金头裸露部分。

耐磨合金的主元素质量百分比含量C 1.47%，Fe 2.0%，Si 2.8%，B2.4%，Cr 14%，Ni 58.4%，W16.53%，Co2.4%。

微束等离子弧熔覆工艺：输入电源220V，额定功率4KAV，输出电流65A，离子气流量0.2L/min，送粉气流量0.6L/min，保护气流量5 L/min，送粉量30g/min，一次堆焊厚度2mm，一次堆焊宽度4mm，粉末粒度100-300目，工作距离10mm。

离子气、送粉气和保护气均为99.99%的工业氩气。

耐磨合金涂层的表面硬度为HRC58.9。

实施例2：

对于成品镐型采煤截齿的锥体前部20～30mm范围内先打磨2 mm后，沿圆锥面，采用微束等离子弧熔覆工艺堆焊一层耐磨合金；堆焊时，用涂锡箔纸覆盖硬质合金头裸露部分。

耐磨合金的主元素质量百分比含量C 1.95%，Fe 4.0%，Si 4.02%，B3.6%，Cr 20%，Ni 47.5%，W16.53%，Co2.4%。

微束等离子弧熔覆工艺：输入电源220V，额定功率4KAV，输出电流70A，离子气流量0.3L/min，送粉气流量0.6L/min，保护气流量5L/min，送粉量40g/min，一次堆焊厚度2mm，一次堆焊宽度4mm，粉末粒度100-300目，工作距离10mm。

离子气、送粉气和保护气均为99.99%的工业氩气。

耐磨合金涂层的表面硬度为HRC61.5。

实施例3：

对于成品刀型采煤截齿的前部20～30mm范围内先打磨1-3 mm后，沿圆锥面，采用微束等离子弧熔覆工艺堆焊一层耐磨合金；堆焊时，用涂水泥覆盖硬质合金头裸露部分。

耐磨合金的主元素质量百分比含量C 1.47%，Si 2.8%，B2.0%，Cr 12%，Ni 62.8%，W16.53%，Co2.4%。

微束等离子弧熔覆工艺：输入电源220V，额定功率4KAV，输出电流70A，离子气流量0.3L/min，送粉气流量0.6L/min，保护气流量5L/min，送粉量40g/min，一次堆焊厚度2mm，一次堆焊宽度4mm，粉末粒度100-300目，工作距离10mm。

所述的离子气、送粉气和保护气均为99.99%的工业氩气。

耐磨合金涂层的表面硬度为HRC58。