通过对国内截齿损坏形式的调研和对一些国内外截齿的解剖分析及抗冲击性能试验,截齿失效原因主要有以下几方面:
1 . 抗冲击性能低
通过大量观察损坏的截齿,发现多数截齿的损坏不是正常磨损失效,尤其在硬岩截割中更为严重。原因如下。
(1)合金刀头的性能差。国产合金中有石墨杂质,晶粒分布不均匀,部分合金中有裂纹,这是造成硬质合金头崩裂的主要原因;其次是国产合金压制工艺比较落后,合金上下密度差大、孔隙多、硬度低。
(2)合金头钎焊残余应力大。由于合金刀头与齿体材料的热膨胀系数相差较大,且冷却时的收缩差随钎焊温度的增大而增大。国产截齿多采用铜锌钎料,其焊接温度达950℃以上,焊接残余应力较大。
(3)截齿齿体头部崩裂和偏磨使合金头过早失去保护支撑。其原因主要是国产原材料性能不稳定,部分原材料中心疏松严重,使截齿体内部有潜在裂纹。有的截齿在工作时不能自转,往往造成齿体的偏磨。
1 . 耐磨性差
耐磨性是指合金刀头和齿头部的耐磨性能。国产截齿合金一般含钴量偏高,组织不完整,密度低,硬度不高,致使截齿合金刀头耐磨性能差。而截齿头部则是由于原材料质量性能不稳定和截齿热处理工艺不当等原因,造成截齿头部有裂纹,硬度偏低,影响其耐磨性。
1 . 掉合金头
截齿掉合金头是截齿失效的主要形式之一。截齿掉合金头现象分为早期、中期和后期掉合金头。其中早期掉合金头所造成的危害最大,截齿在很短的工作时间里,钎焊在截齿体上的硬质合金刀头便从截齿体上掉下,致使截齿提前报废。截齿的早期和中期掉合金头的原因主要是焊缝质量差,强度低,截齿体加工尺寸控制不严,造成焊缝间隙过大或过小,致使焊料流动困难,从而造成合金头“挤死”或“缺焊”。为此我国颁发的煤炭行业标准MT246 -1996《煤矿用截齿》中对截齿的焊缝提出了要求,要求钎焊焊缝的剪切强度 ≥180 MPa ,优质截齿的钎焊焊缝的剪切强度 ≥230 MPa ,另外要求焊缝内焊料充盈度不小于80 %。截齿掉合金头另外的原因就是合金头钎焊工艺不当和焊前处理不好。截齿的后期掉合金头是因为截齿体前端的过度磨损使得硬质合金刀头过分突出,焊缝面积减小,从而导致焊缝强度不够造成截齿掉合金头。因此,要解决截齿后期掉合金头,除了提高钎焊质量和焊缝强度外,更重要的是提高截齿体前端的耐磨性。
