CN109457244A

CN109457244A - 一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺

Info

Publication number: CN109457244A
Application number: CN201811190855.XA
Authority: CN
Inventors: 翟长生; 陈健; 解芳; 翟群智; 宋红涛; 杨喜华; 马世榜; 李超
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2019-03-12

Abstract

本发明提供了一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，该工艺过程包括截齿待强化部位喷砂粗糙化处理、耐磨层的增材制备、钎料填充、硬质合金刀头预置、同时感应熔钎处理。本发明将感应熔涂耐磨层与感应钎焊硬质合金刀头相统一，实现了截齿同时感应熔钎强化，在确保硬质合金刀头与截齿体间强力钎焊、耐磨层与与基体高结合强度的同时，又避免了硬质合金刀头因二次加热而导致力学性能的下降，确保了截齿的长寿命化、截齿运行的低阻力性及无火花开采。

Description

一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺

技术领域

本发明涉及煤矿采掘机械领域，尤其涉及一种煤矿采掘机械工作过程中，安装于采掘机截割机构上，用来截割煤岩的一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺。

背景技术

矿用截齿主要用于采煤机开采煤层，掘进机开采岩石，是工业中常见的刀具，在工业生产中起着至关重要的作用。矿用截齿在切割煤岩遇到煤矸石等硬的矿料，切割煤岩过程中由于摩擦、冲击还会造成截齿温度升高，在如此复杂工况条件下工作的截齿，就要求其矿用截齿既要耐磨又应具有较好的耐冲击性能。然而，实际上，截齿在使用过程中，磨损非常的厉害。多年来，众多研究者致力于提升截齿的耐磨性和使用寿命。如孙方红等发表的《矿用截齿表面强化技术》中提及的现在矿用截齿主要采用激光熔覆或等离子喷焊等工艺。用激光熔涂强化的截齿主要包括：截齿体、硬质合金刀头以及呈螺旋头的耐磨合金层。然而，现有强化技术生产的截齿存在着：硬质合金头与截齿之间的钎焊是在激光熔覆或等离子喷焊后实施，导致耐磨层二次熔结，硬度和耐磨性显著降低，硬质合金刀头易于脱落；强化层的螺旋结构，增加了切割岩石的阻力，使用寿命低。如何显著提升矿用截齿的耐磨性和使用寿命，降低切割阻力，成为业界致力追求的目标。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，将感应熔涂耐磨层与感应钎焊硬质合金刀头同步实施，实现了截齿同时感应熔钎强化，在确保硬质合金刀头与截齿体间强力钎焊、耐磨层与与基体高结合强度的同时，又避免了硬质合金刀头因二次加热而导致力学性能的下降，确保了截齿的长寿命化、截齿运行的低阻力性及无火花开采。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，其具体步骤：

1)耐磨层的增材制备：选取碳化钨增强镍基合金粉末，采用火热喷涂或冷涂覆方法，在待强化部位增材制备涂层，达到指定的涂层高度和厚度；

2)钎料填充：将钎焊料置于截齿头前端内腔中，可选择铜基钎焊料；

3)硬质合金刀头预置：将硬质合金刀头预置固定于截齿头前端的内腔中；

4)同时感应熔钎处理：采用感应加热设备，通过同时感应熔钎工艺实现对已形成涂层的熔涂、硬质合金刀头与截齿头的钎焊，由此完成对截齿的强化处理，强化后的耐磨层硬度：HRC62~65。

进一步，所述涂层由碳化钨增强镍基合金涂层构成，该涂层不同于激光熔涂或等离子喷焊形成的螺旋型涂层形状，而呈现圆滑流线型，可有效地降低截齿运行中的阻力。该涂层在开采过程中不产生火花，具有运行的高安全性。根据煤岩层硬度系数的大小，可采变量的涂层厚度和宽度，涂层厚度范围为1~4mm，涂层宽度范围为30~70mm。碳化钨增强镍基合金涂层成分为：C：0.5~1.1wt.%，Si: 3.5~5.5wt.%，B:3.0~4.5wt.%，Cr：14~20wt.%，Ti：≤5.0wt.%，W：≤7.0wt.%，Fe:≤17.wt.%，余量：Ni。碳化钨在镍基合金中的占比为：20~50wt.%。

进一步，所述的耐磨层的熔涂、硬质合金刀头与截齿头间的钎焊，是通过同步感应熔钎强化工艺实现：采用一台感应加热设备，将感应熔涂工艺与感应钎焊工艺同步实施，确保耐磨层的熔涂与硬质合金刀头的钎焊同步完成，既可同时形成致密耐磨的涂层以及硬质合金刀头与截齿头的充盈钎焊，又可防止硬质合金刀头二次加热而导致力学性能的下降，有效地防止了硬质合金刀头在运行中的早期脱落和断裂。

进一步，所述的同时感应熔钎过程，采用循环扫描加热方式，同时确保涂层达到重熔温度、硬质合金头与截齿间的钎焊温度，实现涂层的高硬度、高耐磨性、钎焊区的高钎焊强度。

进一步，用于同时感应熔钎工艺的感应加热设备的工作频率：6~30KHZ，功率为：40~160KVA。

与现有工艺相比，本发明具有如下有益效果：将感应熔涂耐磨层与感应钎焊硬质合金刀头相统一，实现了截齿同时感应熔钎强化，在确保硬质合金刀头与截齿体间强力钎焊、耐磨层与与基体高结合强度的同时，又避免了硬质合金刀头因二次加热而导致力学性能的下降，确保了截齿的长寿命化、截齿运行的低阻力性及无火花开采。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，进一步阐述本发明。

实施例1 U92截齿的同时感应熔钎增材强化工艺

选取U92截齿，进行的同时感应熔钎增材强化处理，其具体工艺步骤：

1)耐磨层的增材制备：选取所用的碳化钨增强镍基合金粉末，采用火热喷涂或冷涂覆方法，在待强化部位增材制备涂层，耐磨层厚度和宽度分别为2.3mm和30mm。碳化钨增强镍基合金涂层成分为：C：0.5~1.1wt.%，Si： 3.5~5.5wt.%，B:3.0~4.5wt.%，Cr：14~20wt.%，Ti：≤5.0wt.%，W：≤7.0wt.%，Fe:≤17.wt.%，余量：Ni。碳化钨在镍基合金中的占比为：30~50wt.%。

2)钎料填充：将铜基钎焊料置于U92截齿头前端内腔中。

3)硬质合金刀头预置：将硬质合金刀头预置固定于U92截齿头前端的内腔中。

4)同时感应熔钎处理：采用感应加热设备，通过同时感应熔钎工艺实现对已形成涂层的熔涂、硬质合金刀头与截齿头的钎焊，由此完成对截齿的强化处理，强化后耐磨层硬度：HRC62~65。感应加热设备频率12KHZ，功率：70KVA。

实施例2 U170截齿的同时感应熔钎增材强化工艺

选取U170截齿，进行的同时感应熔钎增材强化处理，其具体工艺步骤：

1)耐磨层的增材制备：选取所用的碳化钨增强镍基合金粉末，采用火热喷涂或冷涂覆方法，在待强化部位增材制备涂层，耐磨层厚度和宽度分别为2.8mm和50mm。碳化钨增强镍基合金涂层成分为：C：0.5~1.1wt.%，Si: 3.5~5.5wt.%，B:3.0~4.5wt.%，Cr：14~20wt.%，Ti：≤5.0wt.%，W：≤7.0wt.%，Fe:≤17.wt.%，余量：Ni。碳化钨在镍基合金中的占比为：30~50wt.%。

2)钎料填充：将铜基钎焊料置于U170截齿头前端内腔中。

3)硬质合金刀头预置：将硬质合金刀头预置固定于U170截齿头前端的内腔中。

4)同时感应熔钎处理：采用感应加热设备，通过同时感应熔钎工艺实现对已形成涂层的熔涂、硬质合金刀头与截齿头的钎焊，由此完成对截齿的强化处理，强化后耐磨层硬度：HRC62~65。感应加热设备频率6KHZ，功率：110KVA。

以上公开的仅为本发明的两个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，包括以下工艺步骤：

2)钎料填充：将铜基钎焊料置于截齿头前端内腔中；

4)同时感应熔钎处理：采用感应加热设备，通过同时感应熔钎实现对已形成涂层的熔涂、硬质合金刀头与截齿头的钎焊，由此完成对截齿的强化处理，强化后的耐磨层硬度：HRC62~65。

2.根据权利要求1所述的一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，其特征在于：所述涂层为碳化钨增强镍基合金涂层，该涂层呈现圆滑流线型，涂层厚度范围为1~4mm，涂层宽度范围为30~70mm。

3.根据权利要求1所述的一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，其特征在于：所述碳化钨增强镍基合金涂层成分为：C：0.5~1.1wt.%，Si: 3.5~5.5wt.%，B:3.0~4.5wt.%，Cr：14~20wt.%，Ti：≤5.0wt.%，W：≤7.0wt.%，Fe:≤17.wt.%，余量：Ni；碳化钨在镍基合金中的占比为：20~50wt.%。

4.根据权利要求1所述的一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，其特征在于：所述同时感应熔钎工艺是：耐磨层的熔涂、硬质合金刀头与截齿头间的钎焊，采用一台感应加热设备，将感应熔涂与感应钎焊同步实施，使耐磨层的熔涂与硬质合金刀头的钎焊同步完成。

5.根据权利要求4所述的一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，其特征在于：同时感应熔钎过程，采用循环扫描加热方式，同时确保涂层达到重熔温度、硬质合金头与截齿间的钎焊温度，实现涂层的高硬度、高耐磨性、钎焊区的高钎焊强度。

6.根据权利要求5所述的一种截齿同时感应熔钎增材强化工艺，其特征在于：所述感应加热设备的工作频率：6~30KHZ，功率为：40~160KVA。