一种采煤机用新型截齿的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于采煤机的新型截齿的制备工艺，该截齿的齿体部分通过铸造而成；截齿体的成分是将一种耐磨钢用纳米复合耐磨合金添加到中碳低合金钢里，以便提高该截齿体的耐磨性。新型截齿体加入耐磨合金的比例是（2～15）%，中碳低合金钢占钢水总质量的（85～98）%。新型截齿制备工艺是通过熔炼使成分均匀化，然后浇铸成截齿体；对铸造后的截齿体进行机加工及强化处理；采用热压技术将硬质合金头压入齿头前端的孔中，必须保证齿头前端孔内径和硬质合金柱外径之间保持过盈配合，过盈量小于0.005mm。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于采煤机的新型截齿的制备工艺，该截齿的齿体部分通过铸造而成；截齿体的成分是将一种耐磨钢用纳米复合耐磨合金添加到中碳低合金钢里，以便提高该截齿体的耐磨性。新型截齿体加入耐磨合金的比例是（2～15）%，中碳低合金钢占钢水总质量的（85～98）%。新型截齿制备工艺是通过熔炼使成分均匀化，然后浇铸成截齿体；对铸造后的截齿体进行机加工及强化处理；采用热压技术将硬质合金头压入齿头前端的孔中，必须保证齿头前端孔内径和硬质合金柱外径之间保持过盈配合，过盈量小于0.005mm。【专利说明】
本专利技术涉及一种采煤机用新型截齿（简称：新型截齿，下同）及其制备技术。特别 是一种用于采煤机的整体耐磨的新型截齿，以及该截齿的制备工艺。
技术介绍
截齿是煤炭开采过程截割煤岩的刀具。截齿服役过程经受高磨损的恶劣环境，月艮 役寿命短，消耗量很大，是更换量最大的煤矿机械部件之一。正常采煤过程截齿体磨损是主 要失效形式，因而截齿体的耐磨性决定了采煤效率。目前提高截齿体性能主要就是利用热 喷涂、离子束表面冶金和堆焊等技术对截齿体表面进行强化处理，但前两种技术的表面强 化层太薄，难以大幅度提高耐磨性；后者成本高效率低；因此对提高齿体耐磨性均无本质 提尚。
技术实现思路
专利技术目的 本专利技术提供一种用于采煤机的整体耐磨新型截齿的制备工艺，其目的是：解决采 煤机截齿服役寿命短的技术难题；以便提高采煤效率，降低采煤成本。 技术方案 本专利技术是通过以下技术方案来实现的： ，其特征在于：该截齿的齿体部分通过铸造而 成；截齿体的成分是将耐磨钢用纳米复合耐磨合金添加到中碳低合金钢里；通过熔炼使成 分均匀化，然后浇铸成截齿体；对铸造后的截齿体进行机加工及强化处理；采用热压技术 将硬质合金头压入齿头前端的孔中。 所述的截齿体加入耐磨合金的比例是（2?15) %，所述的耐磨合金成分，由若 干种纳米陶瓷耐磨相和金属粉料复合制成，其密度为6. 25?8. 69g/cm3,熔点为1450? 1580°C ;所述的中碳低合金钢占成分总质量的（85?98) % ;所述的中碳低合金钢成分为 C: (0? 3 ?0? 51) % ;Si : (0? 15 ?0? 45) % ;Mn : (0? 45 ?85) % ;S (0? 001 ?0? 0095) % ; P (0? 001 ?0? 022) % ;Gr (0? 45 ?1. 20) % ;Ni (I. 10 ?2. 15) % ;Mo (0? 15 ?0? 60) % ;其他 金属杂质低于〇. 35%，余量为铁。 通过熔炼将钢水成分调制成中碳低合金钢，然后加入耐磨合金，再将熔炼温度提 高10?80°C，然后浇铸成截齿体。 首先对铸态截齿体毛坯进行高温退火；退火工艺参数是900°C保温3?10小时， 然后随炉冷却到室温；利用机加工将退火后的截齿体毛坯铸件加工成要求的尺寸，再对截 齿体进行调质处理，具体调质工艺参数如下：将加工后的截齿体装在箱式电炉中，加热到 780?900°C，保温I. 0?8. 5h，取出后即置于冷却介质中快速冷却至室温；再将截齿体置 于箱式电炉中进行回火处理，回火工艺参数是：150?550°C，保温I. 0?8. Oh ;最后再精加 工将截齿体加工至要求尺寸，即得到新型截齿的截齿体。 对调质后的截齿体加热，使齿头前端孔的内径因热胀变大，然后利用液压机将硬 质合金柱压入孔中，待冷却收缩后截齿体将硬质合金柱牢牢地抱紧；必须保证齿头前端孔 内径和硬质合金柱外径之间保持过盈配合，但过盈量小于0. 〇〇5_。 对截齿体加热时，加热温度必须比截齿调质过程的回火温度低20°C?60°C。 优点及效果 本专利技术具有如下优点及有益效果： 通过本技术方案的实施，制备了整体耐磨的截齿，即整个截齿体从心部到表面都 均匀分布纳米耐磨相，从内至外都耐磨，因而解决了传统截齿表面耐磨层过薄而无法保持 较长服役寿命的难题；新型截齿的硬质合金柱与截齿体保持紧密结合，截齿服役过程不掉 柱，因而有效延长了服役寿命；新型截齿形状、尺寸与正在服役的截齿一致，采煤过程安装 使用很方便。 本专利技术的新型截齿从内到外均为耐磨材料，极大地提高了耐磨性，延长服役寿命， 减少了更换截齿的时间，导致采煤效率提高，降低采煤成本。 【具体实施方式】 图1为米煤机用截齿不意图； 图2为截齿体不意图； 图3为图2侧视图； 图4为新型截齿场发射电镜对比图，图4(a)为W元素分布示意图，图4(b)为放大 3万倍的显微组织示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进一步的说明： 本专利技术目的是制造一种采煤机用的新型截齿，使之具有与现有截齿完全相同的外 形和尺寸，且截齿体从内到外均具有优异的耐磨性，从而可以延长截齿的服役寿命。在研宄 过程中，必须解决三个重要问题：一是铸造过程必须保证组织和成分均匀化，以提高铸钢的 耐磨性；二是对浇铸后的截齿体进行冷加工和强化处理，经过处理后的截齿体硬度和耐磨 性均要超过现有截齿；三是安装硬质合金柱时要确保截齿体前端的孔与硬质合金柱之间保 持过盈配合，但过盈量必须小于±0. 005mm，以免在服役过程出现掉柱现象。 本专利技术实施过程就是通过铸造制备成齿体，即该截齿的齿体部分通过铸造而成。 截齿体的成分特点是将一种耐磨合金（专利申请号为：201410535131.X)添加到中碳低合 金钢里，以提高该截齿体整体的耐磨性。通过熔炼使成分均匀化，然后浇铸成截齿体；对铸 态截齿体进行机加工及强化处理；采用热压技术将硬质合金头压入齿头前端的孔中。 所述的截齿体加入耐磨合金的比例是（2?15) %，所述的耐磨合金成分，由若 干种纳米陶瓷耐磨相和金属粉料复合制成，其密度为6. 25?8. 69g/cm3,熔点为1450? 1580°C ;所述的中碳低合金钢占钢水成分总质量的（85?98) % ;所述的中碳低合金钢的成 分为 C: (0? 3 ?0? 51) % ;Si : (0? 15 ?0? 45) % ;Mn : (0? 45 ?85) % ;S(0? 001 ?0? 0095) % ; P (0? 001 ?0? 022) % ;Gr (0? 45 ?1. 20) % ;Ni (I. 10 ?2. 15) % ;Mo (0? 15 ?0? 60) % ;允许 有低于0. 35 %的其他金属杂质，余量为铁Fe。 所述的新型截齿制备技术，主要包括三方面内容：铸造截齿体；对铸造后的截齿 体进行机加工及强化处理；采用热压技术将硬质合金头压入截齿体齿头前端的孔中。 所述的新型截齿体铸造技术，实施过程如下：通过熔炼将钢水成分调制成中碳低 合金钢，配制炉料时按照上述中碳低合金钢所限定的成分范围操作，随后利用感应电炉先 将炉料熔化；通常需将电炉升温至1500°C?1560°C使炉料完全熔化，除掉炉渣并对钢水成 分进行炉前快速分析；确保炉中钢水成分符合上述中碳低合金钢成分后，再加入耐磨合金， 随后将熔炼温度提高10?80°C以保证耐磨合金均匀熔入钢水中，使钢水中成分均匀，然后 浇铸成截齿体。 对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采煤机用新型截齿的制备方法，其特征在于：该截齿的齿体部分通过铸造而成；截齿体的成分是将耐磨钢用纳米复合耐磨合金添加到中碳低合金钢里；通过熔炼使成分均匀化，然后浇铸成截齿体；对铸造后的截齿体进行机加工及强化处理；采用热压技术将硬质合金头压入齿头前端的孔中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩阳，韩亚玲，张爱玲，张志涛，毛亚男，刘伟男，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21