專利名稱：一種采煤機(jī)截齒的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采煤機(jī)截割煤巖刀具——截齒的加工方法。
目前采煤機(jī)所用截齒都由低合金結(jié)構(gòu)鋼刀體和硬質(zhì)合金刀頭所組成，硬質(zhì)合金刀頭用釬焊的方法鑲焊在刀體頭部，其生產(chǎn)工藝如下刀體下料——熱鍛成型——加工刀座安裝面——刀頭部鉆盲孔——孔內(nèi)鑲焊硬質(zhì)合金刀頭(氧乙炔或高頻加熱)——870～890℃加熱，280～320℃硝鹽等溫淬火——修磨刀刃。該工藝的主要缺點(diǎn)為釬焊硬質(zhì)合金刀頭時(shí)需將硬質(zhì)合金刀頭與低合金結(jié)構(gòu)鋼刀體頭部一起加熱至1000℃以上的釬焊溫度，這時(shí)刀體材料內(nèi)部在高溫下晶粒發(fā)生粗化，表面脫碳，硬度和沖擊韌性下降，硬質(zhì)合金中由于粘結(jié)相鈷與耐磨相WC等熱脹系數(shù)差異大產(chǎn)生微裂紋，導(dǎo)致變脆易崩刃，隨后的等溫淬火加熱溫度較低且冷速較緩，雖然改善了釬焊后刀體內(nèi)部組織，但是仍未充分發(fā)揮低合金結(jié)構(gòu)鋼的性能潛力，而且脫碳及硬質(zhì)合金微裂紋等不良現(xiàn)象被遺傳下來，甚至有所發(fā)展。截齒切割煤巖時(shí)刀頭部受到了強(qiáng)烈擠壓與摩擦，因此由上述方法生產(chǎn)的截齒往往以下列方式損壞失效①硬質(zhì)合金刀頭崩刃；②硬質(zhì)合金刀頭周圍軟的刀體材料率先磨損掉使刀頭脫落；③刀體彎曲或折斷。
本發(fā)明的目的在于提供一種消除釬焊熱影響，直接對(duì)截齒整體進(jìn)行充分強(qiáng)韌化及刀頭部二次硬化熱處理和進(jìn)一步耐磨涂層強(qiáng)化的加工方法。
本發(fā)明的技術(shù)規(guī)程是刀體下料——熱鍛成型——加工刀座安裝面——刀頭部堆焊高合金層—修磨刀頭——整體900～950℃高溫淬火——整體790～820℃亞溫淬火——400～550℃高溫回火——后刀面鍍耐磨復(fù)合層；其技術(shù)特征是刀體加工刀座后，在截齒頭部堆焊具有高回火抗力和二次硬化效果的高合金層，然后整體進(jìn)行900～950℃高溫淬火，790～820℃亞溫淬火和400～550℃高溫回火，修磨刀頭后還可在后刀面再鍍覆耐磨復(fù)合層。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于消除了釬焊高溫對(duì)刀體強(qiáng)韌性的損害，兩次淬火加高溫回火最大限度地發(fā)揮了低合金結(jié)構(gòu)鋼刀體的強(qiáng)韌性，提高了堆焊層的抗沖擊性能與耐磨性能，增加了堆焊層與刀體的結(jié)合強(qiáng)度，在磨損最為劇烈的后刀面上鍍覆耐磨復(fù)合層進(jìn)一步提高了截齒耐磨性，與韌性及導(dǎo)熱性優(yōu)于硬質(zhì)合金的高合金堆焊基底一起提供了高抗沖擊高耐磨損的優(yōu)異綜合性能，有效地利用了貴重的耐磨材料，截齒制造成本降低，截割煤巖時(shí)截齒整體強(qiáng)韌性大大提高，刀頭冷卻條件改善，且有自刃化效應(yīng)，使采煤效率增加，截齒消耗減少，采煤成本下降。
本發(fā)明的詳細(xì)加工過程和最佳工藝參數(shù)是刀體下料——熱鍛成型——加工刀座安裝面——刀頭部堆焊高合金層——修磨刀頭——930℃加熱，冷水淬——800℃加熱，冷水淬——500℃回火，空冷——后刀面鍍耐磨復(fù)合層。工藝詳細(xì)說明如下在加工刀座安裝面之前的工藝與原工藝相同，此處不再說明。堆焊高合金層的成分為鎢系或鎢鉬系高速鋼系列，高速鋼堆焊層與基體結(jié)合強(qiáng)度高，強(qiáng)韌性好，回火抗力高，高溫回火時(shí)有二次硬化效果使耐磨性大為提高，堆焊部位為前刀面與主副后刀面，前刀面堆焊厚度為1～3毫米，后刀面堆焊厚度為2～4毫米，堆焊方法可用氣焊或者電焊的方法，分層堆焊以避免組織粗大。堆焊后在砂輪上將刀頭修磨成型，修磨時(shí)若發(fā)現(xiàn)有堆焊不足之處可進(jìn)行補(bǔ)焊。成型后的刀具首先在930℃高溫淬火，該溫度高于一般低合金結(jié)構(gòu)鋼的常規(guī)淬火溫度，目的在于使合金元素充分溶入奧氏體增加淬透性，促進(jìn)堆焊層與基體界面之間互擴(kuò)散、改善堆焊層及熱影響區(qū)組織，水淬后刀體整體獲得內(nèi)外均勻一致的馬氏體組織，堆焊層為未溶合金碳化物、馬氏體與殘余奧氏體。隨后在800℃加熱亞溫淬火，刀體內(nèi)部形成細(xì)小馬氏體組織及晶界斷續(xù)分布的高塑性鐵素體，晶界雜質(zhì)溶入塑性的鐵素體中，凈化了晶界，消除了晶界脆化，避免了回火脆性，堆焊層中碳化物進(jìn)一步彌散析出，基體韌性提高，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)槎务R氏體，使耐磨性提高。500℃回火后刀體內(nèi)部組織為均勻一致的極細(xì)片狀屈氏體加細(xì)小的少量鐵素體，強(qiáng)韌性達(dá)到最佳配合，堆焊層中二次馬氏體得到回火，基體中彌散碳化物增多，呈現(xiàn)二次硬化現(xiàn)象，且堆焊層抗沖擊性能大為提高。經(jīng)上述綜合熱處理后，刀體硬度達(dá)到HRC35左右，沖擊韌性大于800kJ/m2，堆焊層硬度高于HRC60，沖擊韌性高于硬質(zhì)合金，堆焊層與基體之間是互擴(kuò)散冶金過渡結(jié)合層，結(jié)合強(qiáng)度大大高于釬焊層，且硬度分布合理，截齒總體性能綜合指標(biāo)得到全面優(yōu)化，材料性能潛力得到充分發(fā)揮。為了進(jìn)一步提高后刀面耐磨性，還可在后刀面再鍍覆一層耐磨復(fù)合鍍層，鍍覆方法為電鍍、等離子噴涂、爆炸噴涂或超音速噴涂，復(fù)合層中以Fe、Co或Ni作粘結(jié)相，以WC、TiC、Al2O3、Cr2O3、SiN或金鋼石作分散耐磨質(zhì)點(diǎn)相，成分配比為耐磨質(zhì)點(diǎn)相含量為50～90％，余為粘結(jié)相，鍍層厚度為0.1～1毫米。鍍后可進(jìn)行低溫回火，也可不進(jìn)行低溫回火。
權(quán)利要求
1.一種采煤機(jī)截割煤巖刀具——截齒的加工方法，該方法的技術(shù)規(guī)程是a.刀體下料；b.熱鍛成型；c.加工刀座安裝面；其特征是d.刀頭部堆焊高合金層e.修磨刀頭；f.整體900～950℃高溫淬火；g.整體790～820℃亞溫淬火；h.400～550℃高溫回火。
2.一種采煤機(jī)截割煤巖刀具——截齒的加工方法，其特征在于在進(jìn)行了如權(quán)利要求1所述的加工規(guī)程后，在截齒刀頭后刀面再鍍覆一層耐磨復(fù)合層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于堆焊高合金層的成分為鎢系或鎢鉬系高速鋼系列，前刀面堆焊層厚度為1～3毫米，后刀面堆焊層厚度為2～4毫米，堆焊方法用氧乙炔氣焊或電焊的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工方法，其特征在于截齒整體高溫淬火最佳溫度為930℃，冷水淬；亞溫淬火最佳溫度為800℃，冷水淬；高溫回火溫度最佳為500℃，空冷。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工方法，其特征在于截齒后刀面鍍覆耐磨復(fù)合層的鍍覆方法為電鍍、等離子噴涂、爆炸噴涂或超音速噴涂，復(fù)合層中以Fe、Co或Ni做為粘結(jié)相，以WC、TiC、TiN、Al2O3、Cr2O3、SiN或金剛石做為分散耐磨質(zhì)點(diǎn)，耐磨質(zhì)點(diǎn)的含量為50～90％，鍍層厚度為0.1～1毫米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種采煤機(jī)截割煤巖刀具——截齒的加工方法，其方法是在刀體下料成型后在刀體頭部堆焊一層導(dǎo)熱好、強(qiáng)韌性高、及具有回火二次硬化效果的高合金耐磨層，然后對(duì)截齒整體進(jìn)行高溫淬火、亞溫淬火和高溫回火，刀體獲得最佳強(qiáng)韌化，堆焊層獲得二次硬化及高抗沖擊性。還可在磨損最為劇烈的后刀面上再鍍覆一層耐磨復(fù)合層，使截齒硬度分布合理化，省略了硬質(zhì)合金及對(duì)性能不利的釬焊工藝，截齒生產(chǎn)成本下降，性能提高。
文檔編號(hào)E21C35/00GK1155615SQ96115638
公開日1997年7月30日 申請(qǐng)日期1996年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月20日
發(fā)明者李惠琪, 李惠東, 霍萬庫(kù), 崔洪芝, 尹華躍, 吳玉萍 申請(qǐng)人:山東礦業(yè)學(xué)院