截齒失效原因分析
時間：2015-06-04 作者 ：admin
截齒失效五大原因分析：
1. 硬質合金頭質量問題，國產硬質合金頭中含有石墨雜質，晶粒分布不均勻，部分硬質合金中有裂紋存在，在沖擊載荷的作用下，截齒刀頭處于高應力狀態，當遇到堅硬的煤巖，高壓應力超過硬質合金的強度極限時便發生脆裂。如果硬質合金中Co元素含量不足，導致韌性不足，在沖擊載荷的作用下，硬質合金刀頭也容易脆裂。
2. 釬焊殘余應力大，國產截齒多采用銅鋅釬料，其焊接溫度達到920攝氏度以上，硬質合金、釬料、基體金屬間膨脹系數差別很到，冷卻時3種材料收縮程度不同，其中銅收縮量最大，基體金屬次之，硬質合金最小，這樣必然在硬質合金與釬料，釬料與基體金屬間存在很大的拉應力，導致焊縫強度下降，截割時受到強大的沖擊力負荷，導致硬質合金頭脆裂。
3.磨料磨損。國產合金中有的合金元素含量達不到要求，含有石墨雜質，晶粒分布不均勻，孔隙多，組織不均勻，這是造成硬質合金頭磨損的主要原因；齒體材料質量性能不穩定，熱處理過程控制不當是造成齒體磨損的原因。
4.紅硬性較低導致的磨損。紅硬性是指道具材料在高溫下保持高硬度的能力。理論上硬質合金可以在800-1000℃的高溫下保持高硬度，但由于國產硬質合金的生產存在一些現實問題使得截齒的紅硬性較低。截齒在截割煤巖時，刀頭表面溫度可達600-800℃，其硬度下降50%左右，材質的軟化加速了截齒的磨損。
5.由于焊接和形狀設計的原因，導致合金頭脫落。
通過對國內截齒損壞形式的調研和對一些國內外截齒的解剖分析及抗沖擊性能試驗,截齒失效原因主要有以下幾方面:
1 . 1 抗沖擊性能低
通過大量觀察損壞的截齒,發現多數截齒的損壞不是正常磨損失效,尤其在硬巖截割中更為嚴重。原因如下。
(1)合金刀頭的性能差。國產合金中有石墨雜質,晶粒分布不均勻,部分合金中有裂紋,這是造成硬質合金頭崩裂的主要原因;其次是國產合金壓制工藝比較落后,合金上下密度差大、孔隙多、硬度低。
(2)合金頭釬焊殘余應力大。由于合金刀頭與齒體材料的熱膨脹系數相差較大,且冷卻時的收縮差隨釬焊溫度的增大而增大。國產截齒多采用銅鋅釬料,其焊接溫度達950℃以上,焊接殘余應力較大。
(3)截齒齒體頭部崩裂和偏磨使合金頭過早失去保護支撐。其原因主要是國產原材料性能不穩定,部分原材料中心疏松嚴重,使截齒體內部有潛在裂紋。有的截齒在工作時不能自轉,往往造成齒體的偏磨。
1 . 2 耐磨性差
耐磨性是指合金刀頭和齒頭部的耐磨性能。國產截齒合金一般含鈷量偏高,組織不完整,密度低,硬度不高,致使截齒合金刀頭耐磨性能差。而截齒頭部則是由于原材料質量性能不穩定和截齒熱處理工藝不當等原因,造成截齒頭部有裂紋,硬
度偏低,影響其耐磨性。
1 . 3 掉合金頭
截齒掉合金頭是截齒失效的主要形式之一。截齒掉合金頭現象分為早期、中期和后期掉合金頭。其中早期掉合金頭所造成的危害最大,截齒在很短的工作時間里,釬焊在截齒體上的硬質合金刀頭便從截齒體上掉下,致使截齒提前報廢。截齒的早期和中期掉合金頭的原因主要是焊縫質量差,強度低,截齒體加工尺寸控制不嚴,造成焊縫間隙過大或過小,致使焊料流動困難,從而造成合金頭“擠死”或“缺焊”。為此我國頒發的煤炭行業標準MT246 -1996《煤礦用截齒》中對截齒的焊縫提出了要求,要求釬焊焊縫的剪切強度 ≥180 MPa ,優質截齒的釬焊焊縫的剪切強度 ≥230 MPa ,另外要求焊縫內焊料充盈度不小于80 %。截齒掉合金頭另外的原因就是合金頭釬焊工藝不當和焊前處理不好。截齒的后期掉合金頭是因為截齒體前端的過度磨損使得硬質合金刀頭過分突出,焊縫面積減小,從而導致焊縫強度不夠造成截齒掉合金頭。因此,要解決截齒后期掉合金頭,除了提高釬焊質量和焊縫強度外,更重要的是提高截齒體前端的耐磨性。
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