激光熔覆技术在矿用截齿上的应用 -pg电子游戏官网

如今我国煤矿采煤和掘进的机械化越来越普及，由于开采煤层厚度变高，歼石层硬度加大，采煤机与掘进机的截割功率也不断加大，随之配套的矿用截齿消耗量也随之提高，费用也升高不少。以兖矿集团某综采二队的调查数据分析，某采煤机在顶板及底板有夹肝的情况下，每年因更换截齿的费用约为10万元。从采煤机与掘进机的修复过程中发现，截齿的损坏原因主要有：截齿磨损、刀头脱落、刀头碎裂等，同时截齿座如果组焊不准确，在截割时，煤和肝石的位置和形状是错综复杂的，导致截齿座磨损也很严重。

根据磨损理论分析，煤对金属的磨损属于磨料磨损，是由于煤中的石英、黄铁矿等硬矿物在在截齿头表面划出的沟纹而造成的磨损，同时腐蚀物质也将影响其耐磨性。另外，截齿在制造时，由于材料合金元素达不到要求，含有石墨杂质，晶粒分布不均匀，会造成刀头提前磨损；齿体材料性能不稳定，热处理工艺的不好控制，也是造成齿体磨损的原因。

红硬性是指刀具材料在高温下保持高硬度的能力，高温下硬度高则红硬性好，反之亦然。按照理论分析，硬质合金可以在800～1000°c的高温下保持较高的硬度。但是由于在国内生产硬质合金时存在一定的现实问题，这就使得截齿刀头的红硬性较低。截齿在截割煤岩时，由于摩擦使刀头表面产生600-800°c 的高温，硬度下降50％左右，材质的软化加速了截齿的磨损。

在采掘设备修理过程中，截齿座磨损后，一般采用焊补修复，除非截齿座从中间断裂，才会更换新件。截齿座的磨损势必影响截齿的正常使用，这就形成磨料磨损的连锁反应。

技术是一种高效高性能的金属表面热处理技术，它是指以不同的填料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料，经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化并快速凝固后形成稀释度极低并与基体材料成冶金结合的表面涂层，从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法。

在截齿上应用技术，可以大大提高截齿和截齿座的耐磨性，延长使用寿命，降低成本。与电镀、喷涂、堆焊和气相沉积等传统工艺相比，激光熔覆的熔覆层组织均匀致密，微观缺陷少，与基材结合强度高，稀释率可控性好；冷却速度快，基材热影响区小，热变形量小。而且激光熔覆可以无接触加工，自动化，熔覆厚度和熔覆区域可控。在截齿上应用激光熔覆技术，可大大提高截齿和截齿座的耐磨性，可延长使用寿命，降低成本。

激光熔覆设备即使时刻处于粉尘、水汽以及有害气体的环境之中；在高速、重载、振动、冲击、摩擦和介质腐蚀的工况下，也都可以正常运行，能适应零件维护的不及时，并且可以长时间连续作业，提高工作效率。

采用激光熔覆技术后，截齿平均显微硬度为hv800，洛氏硬度为hrc65左右。与普通截齿相比，激光熔覆截齿和煤层接触时无火花，耐磨性、抗疲劳强度及抗剪性均有大幅度提高。既减少了截齿更换检修时间、提高生产效率，同时又节约大量的资金，降低了成本，增加了收益。激光熔覆技术作为一门新兴的处理工艺，技术先进，熔覆部件后稳定、可靠、持久，因此，在煤机制造行业中应大力推广和采用激光熔覆技术。