[发明专利]含金刚石的高耐磨截齿及其制备方法

说明书

本发明为一种含金刚石的高耐磨截齿及其制备方法，解决了现有截齿耐磨性能不足、制备工艺复杂等问题。本发明截齿包括齿体和硬质合金头，齿体的齿头外壁偏上位置设置有护齿条及含金刚石颗粒的硬质冶金层。制备时先制备齿体毛坯并预处理，然后在齿头上制备护齿槽并涂有机粘结剂，护齿条粘结在护齿槽内，接着喷洒金刚石耐磨颗粒或立方氮化硼颗粒以及金属合金粉末，之后进行真空加热使之熔合，最后再焊接硬质合金头并置于淬火液中去除应力即可。本发明截齿设计科学、结构合理，制备方法简单易行，截齿成本增加较少，耐磨性能高，使用寿命可提升5倍以上。

技术领域

本发明专利涉及开采工具技术领域，具体是一种含金刚石的高耐磨截齿及其制备方法。

背景技术

截齿是一种采掘工具，可与采煤机、掘进机等配套使用，由于其工作环境复杂恶劣，成为采煤机、掘进机实际作业中更换量最大的易损件，目前广泛应用的截齿主要由合金钢齿体和钎焊的硬质合金截齿头组成，截齿头焊接于齿体的一端。截割煤岩及掘进巷道时，复杂的工况条件使截齿容易发生硬质合金截齿头和齿体的磨损失效、硬质合金截齿头脱落、崩刃和齿体断裂等，致使每万吨煤消耗的截齿数量居高不下，加大了生产成本，直接影响了采煤机和掘进机的生产效率。其中截齿体不耐磨，也会导致固定在截齿柄端部的硬质合金截齿头过早的脱落。通过几个煤矿的统计结果可知，磨损失效是截齿最主要的失效形式，占失效形式75%~90%。目前主要通过堆焊技术改善齿体的耐磨性能，堆焊焊丝一般为Cr-Mo-W-Ti系或者Cr-Mo-W-V系合金，形成的堆焊层一般为马氏体加碳化物，或者采用Ni60合金熔覆WC颗粒制备堆焊耐磨层，但是耐磨防护层的硬度整体仍偏低，基本在52~64HRC之间，对截齿耐磨性能的提升不明显。因此采用简单的处理方式，进一步提高截齿的耐磨性能，对节省成本、提升生产效率（更换截齿会造成生产效率下降），乃至提高经济效益具有十分重要的意义。

金刚石是自然界中最硬的材料，立方氮化硼cBN是仅次于金刚石的超硬材料，将金刚石、cBN等材料用于截齿的耐磨防护有助于截齿耐磨性能的大幅提升。中国发明专利CN200810230597.3公开了一种金刚石孕镶截齿及其制备工艺，截齿由齿体、齿头和位于齿头上的翼片构成，齿头由金刚石混料和碳化钨中的一种或者两种材料制成；翼片由金刚石混料、立方氮化硼、碳化钨或硬质合金材料中的一种制成，将翼片和齿头整体热压成型，与齿体进行连接，再进行修正、后处理，整个制备过程较为复杂，需要额外制作模具。

中国发明专利CN200920062976.6公开了一种截齿它包括截齿柄以及连接于截齿柄端部的截齿头，所述截齿柄与截齿头连接端的外表面上设有一个以上保径齿。截齿头由硬质合金和复合于其上的聚晶金刚石层组成，二者之间还存在过渡层，过渡层为金刚石-钴梯度过渡层、或金刚石-立方氮化硼梯度过渡层、或金刚石-碳化钨-钴梯度过渡层。保径齿为金刚石-硬质合金复合球齿、或金刚石-硬质合金平头齿、或硬质合金齿、或上述各齿的组合。该新型截齿同样存在制备过程复杂的问题，另外保径齿如何连于截齿头上，并未给出技术方案。

中国发明专利CN200810030935.9 公开了一种金刚石复合截齿头的制造方法及金刚石复合截齿头，该截齿整体采用硬质合金，在齿头部分采用六面顶压机高温压制金刚石与金属的混料形成一层聚晶金刚石来提高耐磨性，需要专门的设备、模具和后处理，截齿的成本提高太多，另外硬质合金作为齿体，其抗冲击性能较差，无法满足煤矿开采或掘进的工况要求，高温压制过程也会降低硬质合金和压入金刚石的性能。

总体而言，现在的方法通过增加齿体中硬质合金的含量及在截齿头上制备金刚石耐磨层来提升截齿的耐磨性，但是这两种材料含量多会大幅提升截齿的成本，降低截齿的抗冲击性能，另外，制作过程都较为复杂。因此本发明专利拟采用简单的处理方式，将金刚石、cBN等材料用于截齿的耐磨防护，进一步提高截齿的耐磨性能、节省成本、提升生产效率。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种含金刚石的高耐磨截齿及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：