[实用新型]一种双金属结构的截齿

说明书

技术领域

本实用新型一种双金属结构的截齿，属于采掘机械金属材料和岩土工程研究技术领域，具体涉及一种应用在采煤机、掘进机上能够截割煤层和岩层的截齿。

背景技术

国内外煤炭工业生产，都广泛应用采煤机、掘进机开采。在采煤机、掘进机上安装的不同规格、不同数量的截齿，是其不可缺少的易磨损零配件。截齿的圆柱形部分为齿柄，圆锥形部分为齿头，齿柄和齿头合称齿体，齿头顶端焊接有硬质合金头，齿体和硬质合金头构成一个完整的截齿。截齿对齿体的硬度、冲击韧性、抗弯强度、抗腐蚀性等具有很高的要求，但对齿柄和齿头的性能要求却有着明显的不同，齿柄要求具有一定的强度和韧性，齿头顶端要求具有高强度、高硬度、高耐磨和耐腐蚀性。现有齿体广泛采用单一的钢制成，这就牺牲了齿头顶端的高硬度、高耐磨和耐腐蚀性，从而在采掘工作中致使齿头顶端很快磨损，露出硬质合金头焊接部分，使硬质合金头失去包裹和依托而被甩出，导致截齿报废。可见硬质合金头是截齿非常重要的部分，只有提高齿头顶端的耐磨性和抗冲击性，才能保证硬质合金头不会因为齿头顶端被磨损而甩出，最终充分发挥其最大效能，则截齿能达到最大寿命。

目前国内提高齿头顶端的耐磨性和抗冲击性有代表性的做法主要有三种。第一种做法是：齿头顶端焊接有硬质合金头，齿头顶端采用耐磨合金钢，齿柄和齿头其余部分采用高强度合金钢，耐磨合金钢和高强度合金钢分别经过热处理后，通过焊接和止口连接在一起，然后再进行低温回火。截齿在工作时承受很大的冲击力，焊缝和止口连接难以保证足够的抗弯强度，会造成齿头顶端与齿体其余部分的分离；低温回火处理虽然能够消除连接处的焊接应力，但不能提高焊缝和止口连接的抗弯强度。第二种做法是：齿头顶端焊接有硬质合金头，齿头表面利用粉末冶金工艺焙烧有硬质合金层，该层虽然有较好的耐磨性，但由于截齿在工作时，径向受力大，会产生较大的弯曲应力，齿头和硬质合金层强度差异较大而导致其脱落，使硬质合金头失去保护。第三种做法是：齿头顶端不焊接硬质合金头，而是把齿头顶端制成尖形来代替硬质合金头，齿柄和齿头使用同一种材料制成一体，在齿头表面覆盖0.5～1毫米的耐磨层并经过热处理。该层虽然有较高的硬度能够抵抗磨损，但由于齿头和耐磨层在力学性质方面存在较大差异，里软外硬，耐磨层因抗冲击性不足而剥落；另外由于没有硬质合金头，齿头顶端单凭这一薄的耐磨层直接截割煤层和岩层根本不足以维持较长的使用寿命。

可见以上结构的目的都在于提高截齿齿头部分的硬度和耐磨性来保护硬质合金头，但关键问题在于这一增强部分与原齿体金属材料由于性能差异较大存在明显的界面，两种不同的金属材料没有过渡区域，在连接处没有与齿体金属材料真正熔为一体，在强烈的冲击下很容易断裂或剥落，从而导致硬质合金头失去包裹和依托而被甩出，最终截齿报废。因此，设计科学合理的截齿结构和制备工艺才能够保证硬质合金头最大限度的发挥效能，这对于充分提高截齿的使用寿命具有十分重要的意义。

发明内容

本实用新型一种双金属结构的截齿，目的在于解决上述技术问题，提供一种使用寿命长、节省合金钢材、降低采煤成本、经济实惠的应用在采煤机、掘进机上的，由两种金属构成的截齿及其制备方法的技术方案。

本实用新型一种双金属结构的截齿，其特征在于截齿由齿体和硬质合金头组成，齿体包括圆柱形齿柄2和圆锥形齿头4，齿体由两种金属构成，圆柱形齿柄2和圆锥形齿头4下端为中碳合金钢，圆锥形齿头4顶端为特制合金钢，在圆锥形齿头4顶端钻有轴向圆孔，硬质合金头9放入轴向圆孔内通过铜焊接层17与圆锥形齿头4焊接在一起，圆锥形齿头底3的直径大于圆柱形齿柄2的直径，其次沿其圆锥形齿头4的圆锥面自上而下开设环形槽，环形槽的宽度均为7～9毫米，圆锥形齿头4顶端向下第一个环形槽D8深度为5.5～6.0毫米，其余环形槽深度随齿头圆锥形增大而加深到8～9毫米，相邻两环形槽之间有1.5～2.0毫米的隔层，距圆锥形齿头底3距离最小的是环形槽A5，其距离不大于圆锥形齿头4长度的二分之一，距硬质合金头9底面的距离为8～12毫米。

上述一种双金属结构的截齿，其特征在于所述的特制合金钢将硬质合金头9的焊接部分紧紧包围，特制合金钢的范围大于硬质合金头9的焊接部分，并向硬质合金头9底面延伸8～12毫米。

上述一种双金属结构的截齿，其特征在于所述的特制合金钢为空淬钢HRC55～60，其化学成份重量百分比为，C：0.46～0.58，Cr：4.0～6.0，W：6.0～11.0，Mo：2.3～3.0，V：0.6～1.3，Si：0.18～0.20，Mn：0.17～0.19，Ni：0.50～0.60，S：0.030～0.035，P：0.028～0.030。