截齿是煤矿采煤机及矿山巷道掘进机械中使用的刃具，截齿质量的优劣直接影响采掘机的效率和企业的生产成本，随着人们对能源特别是煤炭需求的增加，为了提高采掘效率，采煤机功率不断增大，对截齿的质量要求越来越高，作为采煤机截齿材料，要求其具有较高的强度、硬度和耐磨性、高的弯曲强度及耐腐蚀性，以防止截齿使用过程中产生断裂、弯曲、变形和早期磨损失效。从对国内外截齿产品调查情况，国内厂家生产的截齿消耗率，综采一般为80~200把/万吨，而国外截齿综采损耗率20把/万吨。2011年中国煤炭产量已经达到38亿吨以上，可以看出，作为机械化采煤的刀具，截齿的消耗量非常大，因此，为降低采煤机截齿消耗，研究新型的高强度截齿材料，提高截齿的使用寿命，提高劳动生产率，具有重要的意义。本文论述了采煤机截齿材料选择及其生产工艺特点，为采煤机截齿的选材及制定制造工艺提供依据.

截齿的工作原理及失效形式

   采煤机工作时是借助于安装在旋转滚筒上的截齿实现对煤层切割和开采工作，在截割煤岩的过程中，截齿承受煤层高的周期性压应力、剪应力和冲击载荷，截齿的失效形式主要有[2] ~[5]: 齿体的磨损、变形、断裂齿头硬质合金破碎及脱落等。影响截齿使用寿命的因素较多，如截齿的几何形状、齿尖的角度、装夹情况、采煤条件等，但主要的影响因素是截齿材料。截齿的主要失效形式主要有以下几种。

(1) 磨损与断裂失效

   截齿在切割煤层过程中与煤层产生强烈的摩擦和磨料磨损，分析了镐型截齿应力分布规律，截齿受力最大的应力点是在截齿工作部分的头部，此处磨损最为严重，导致截齿裤体产生磨损而失效，实际煤炭生产中截齿约有50%的截齿失效是由磨损造成的[7]。图1a是安装在滚筒上磨损失效截齿形貌，可以看出，截齿裤体产生较大的磨损，导致截齿头部硬质合金显露。图1b是截齿断裂失效的照片，可以看出，和图1a相比，虽然截齿磨损较少，但会产生截齿的断裂，产生截齿断裂的原因是截齿截割煤岩时在冲击载荷的作用下，刀头处于高压应力状态，若遇到煤岩中坚硬的煤奸石等，在齿刃与煤岩接触时承受高的剪应力，当剪应力超过合金的强度极限时发生断裂，产生断烈的原因有截齿材料的强度较低，或截齿材料内部或表面存在缺陷，工作时这些缺可以作为裂纹源，在应力的作用下，导致烈纹扩展而发牛断烈，从断烈照片可以看出，截货断烈裂纹源在截齿表面，裂纹形成后向内部扩展，因此作为截齿材料应该具有较高的强度和韧性，截齿加工时要避免内部和表面存在缺陷，提高截齿表面加工质量可以避免截齿的断裂

(2) 硬质合金齿头的破碎及脱落

   截齿截割煤岩时，若遇到煤岩中坚硬的矿料，刀头处于高压应力状态，在齿刃与煤岩接触不良处会承受高的剪应力，处于拉应力状态，当拉应力超过合金的强度极限时即发生刀头的碎裂。截齿在使用过程中，当截齿磨损到一定程度后，其齿尖的硬质合金将脱落，硬质合金脱落分为早期脱落和后期脱落，其中早期脱落的危害最大，截齿在很短的工作时间里，舒焊在齿体上的硬质合金刀头便从齿体上掉下，致使截齿提前报废，图1c是片状截齿硬质合金脱落及磨损失效的照片，硬质合金的脱落与齿头的钎焊质量差有关，如焊接处存在夹砂，微裂纹等造成焊缝抗剪强度低。硬质合金的脱落还与焊缝间隙的大小不合理有关，舒焊时焊料的使用量少，造成虚焊导致硬质合金头松动，而发生齿头脱落。从截齿裤体材料来看，产生硬质合金刀头脱落的原因与截齿库体工作部分硬度偏低，耐磨性差有关，包持硬质合金部分截齿过快的磨损，造成包持力不够，硬质合金脱落。因此通过提高截齿工作部分硬度和提高钎煤质量，可以避免硬质合金的脱落。

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