截齿合金的失效形式及对策
2015-06-13程在望刘华平
凿岩机械气动工具 2015年1期
程在望,刘华平
(苏州新锐合金工具股份有限公司,湖北 潜江 433124)
0 引言
根据Sandvik的硬质合金晶粒度分级标准,WC平均晶粒度在3.5~4.9μm的合金为粗晶硬质合金,WC平均晶粒度在5.0~7.9μm的硬质合金为超粗晶硬质合金[1]。相同Co含量下,与传统的中、细晶粒硬质合金相比,超粗晶硬质合金具有良好的断裂韧性和抗热疲劳性能,因而广泛地应用于制造工况条件恶劣的截齿和挖路齿。目前国内市场上高端截齿合金 (主要用于恶劣条件)的需求量为300-350吨/年,但大部分市场被瑞典Sandvik公司和美国Kennametal公司占有。因此有必要提升截齿合金的性能,提高国产截齿合金市场占有率,实现高端截齿合金的国产化。1 截齿的失效形式
在采煤过程中,截齿合金在综采机的巨大推进力作用下以回转方式割煤,除了受到高的周期性的压应力和剪切弯曲应力外,还经常由于煤层中存在坚硬的夹矸而受到突发性的冲击应力。此外,由于截齿在生产过程中处于半程工作、半程空转的状态,工作时截齿合金表面与煤层严重摩擦而剧烈发热,表面温度瞬间可达600℃~800℃。空转时则由于空气和冷却水作用,合金表面温度急剧下降,处于一种激冷激热状态,在截齿合金内部产生较大的温度梯度。由于Co相和WC相的热膨胀系数相差很大,造成合金内部形成巨大的热应力,这种情况在合金表面尤其严重,最终在合金表面形成热疲劳龟裂或掉块,造成截齿失效。
表1是蔡和平统计的神府煤田 (普氏硬度f=6~8)的截齿合金失效情况。……
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