[发明专利]高硬耐磨涂层截齿及工艺

说明书

本发明属于表面喷涂（焊）领域。

本发明特别涉及一种新型截齿及其制备工艺。

截齿是安装在采煤机滚筒上直接切割煤层而完成采煤功能的最主要零件，其性能和寿命直接影响采煤机的利用率和采煤效率。其结构特征是，截齿由截齿体（附图1，a）和园柱形硬质合金镶块（附图1，b）两部分组成，其截齿体端部安装在采煤机滚筒上的截齿座中，硬质合金镶块焊接在截齿体的头部。截齿型号不同其具体形状和尺寸也稍有不同。

目前国内外生产截齿的方法包括①模锻生产截齿体毛坯;②对截齿体进行热处理;③在截齿体头部钻孔;④将一个（或两个）硬质合金镶块焊接（一般为铜钎焊）在截齿体头部孔内;⑤修整及加工。

采用上述方法生产的截齿存在下述问题①由于硬质合金镶块硬而脆，受冲击易发生脆性断裂;②由于铜钎焊结合强度低，硬质合金镶块易与截齿体分离。

本发明的目的在于提供一种新型截齿，其不仅结构简单而且使用性能亦优于传统的截齿。本发明的另一个目的是提供一种新型截齿的制备方法。本发明的技术特征是利用热喷焊或等离子喷焊的方法在截齿体头部喷焊一层一定厚度的高硬度（HRC＞58）耐磨合金层，该合金层与截齿体具有良好冶金结合，其厚度在2-5mm，从而取代传统的硬质合金嵌块。

下面结合附图对本发明作进一步说明。其中图1是现有技术的板状截齿结构示意图，图2是本发明的截齿结构示意图。

由图1可知，传统截齿由截齿体a和硬质合金镶块b两部分构成。由于硬质合金镶块b和截齿体a之间是镶嵌式钎焊结合，因此在截齿体e区内易产生应力集中，这种应力集中会导致硬质合金镶块b的脱焊和破碎。

本发明的新型截齿结构如图2所示，包括截齿体a′和耐磨涂层b′。截齿体a′可由中碳合金钢如35CrMo、42CrMo、35CrMnMo、35CrMnSi等经模锻加工成型，也可用球墨铸铁如QT40-17、QT60-2或可锻铸铁如KT60-5等铸造成形，常用中碳合金钢经模锻成形以适用硬煤层的采煤需要。截齿体a′的形状主要根据采煤机截齿座的结构而定以保证安装牢固、拆卸方便、受力合理。

制成的截齿体a′须经适当热处理以提高其强度和韧性。对于中碳合金钢截齿体其热处理工艺一般为调质处理;对于球墨铸铁和可锻铸铁一般为铸造态或退火。

采用热喷焊方法于热处理后的截齿体a′头部喷焊上一层高硬度耐磨合金层或先在截齿体头部钻数个φ5-φ10孔或一定深度的交叉沟槽再在其上喷焊一层高硬耐磨合金层。所用喷焊材料为铁基、镍基或钴基自熔合金粉，其喷焊层的硬度应在HRC58以上，常用者为Ni62（成分为，Ni余、16%Cr、3.5%B，4%Si、1.0%C、10%W，≤14%Fe）;Ni60（成分为Ni余、16%Cr、3.5%B、4.5%Si、0.8%C、≤15%Fe）;NiWC25（Ni60+25%WC）;NiWC35（Ni60+35%WC）;NiWC50（Ni60+50%WC）;粉325等。粉末的粒度为-150。所用的喷焊工具可以是氧-乙炔喷熔枪或等离子喷熔枪，一般常采用氧-乙炔喷熔枪。采用氧-乙炔喷焊时，其火焰应为中性焰或微碳化焰，喷焊前工件应打磨出新鲜表面并经适当予热，予热温度为150-300℃。喷焊合金层应呈楔形分布，尖端处最厚，平均厚度在3-5mm，最厚处一般不超过7mm。喷焊后的截齿再经简单修整以使尖端呈曲率为15°左右的园弧状切割刃，这样便制成高硬耐磨涂层截齿。

本发明的产品与现有截齿相比，具有下列优点①高硬耐磨涂层与截齿体具有良好冶金结合，结合强度高，承受冲击载荷能力大，因而寿命长;②制作工艺简单，不使用价格昂贵的硬质合金，成本较低;③合金涂层磨损后可重新喷焊，截齿体可重复使用;④选择不同截齿体材料和不同喷焊合金粉，可制成不同性能的截齿以适应不同的煤层，可使截齿性能系列化。