一种提高采煤截齿力学性能的深冷处理方法技术

一种提高采煤用截齿复合材料力学性能的方法，属于复合材料制备方法领域。特征是(1)选取不同截齿材料；（2）对选材进行真空淬火；（3）进行深冷处理；（4）进行回火处理；（5）冷却至室温。优点是工艺简单环保，能耗低，可实现大规模连续化生产，制备成本可降低30%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种提高采煤截齿力学性能的深冷处理方法
本专利技术属于复合材料制备方法领域，具体涉及一种提高采煤截齿复合材料力学性能的方法。
技术介绍
我国煤炭资源相当丰富，增加煤炭产量、提高劳动生产率的一项关键性技术是采掘机械化。在采煤作业中基本的操作过程是将破碎和防止破碎结合一体即是煤矿中所谓的“综采”。“综采”操作过程中最常用的采煤刀具称为截齿。截齿在工作过程中，承受高的压应力、剪切应力和冲击负荷，同时还承受煤层介质的腐蚀，故截齿是采煤机上的易损件。目前我国开采万吨煤截齿消耗量一般在1000个以上，其性能如何将直接影响采煤量、吨煤成本及采煤工人的劳动强度。煤炭开采过程中，采煤机截齿的磨损是一类复杂的行为。截齿用硬质合金材料本质上是一种多相材料，其工作过程中内部性质各异的各个单相协同作用，满足多种条件下抗磨损的性能要求。具备良好耐磨损性能的截齿材料要求材料在复杂应用条件下磨损量较小，然而在利用冶金技术制备硬质合金截齿过程中，多种元素互相作用产生多种相及相界面，有些有助于耐磨损性能提升，有些则相反。截齿类材料中多种微结构共存的特点使得在实际材料制备和后期利用常规热处理方法很难达到仅保留有利相而去除不利相的目的。目前国内外对采煤机截齿综合力学性能，尤其是耐磨损能力尚不满意，提升采煤截齿抗磨损能力是一个亟待解决的迫切课题。在矿物、煤炭和石油等自然资源开采部门中，由于截齿磨损，采矿设备和钻探设备进行维修和更换需要耗费大量人力和物力，导致相关产业的经济效益大幅下降，进而影响了国民经济的发展。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种提高采煤截齿力学性能的深冷处理方法，可有效地提高采煤截齿的硬度和抗冲击能力，增加耐磨损性能。本专利技术的目的是这样实现的，其特征在于：实施步骤为：(1)选材：采煤截齿选用的材料有：YG类硬质合金、42CrMo、35CrMo、35CrMnMo和35CrMnSi，YG类硬质合金包括YG3，YG3X，YG6和YG6X；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理：真空度小于10-2Pa，淬火温度为750℃-900℃，淬火保温时间为30Min-60Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室温为止；(3)将采煤截齿材料从室温以2℃/Min-5℃/Min的降温速率，在40分钟到80分钟时间内，降温到-80℃到-190℃的深冷状态，在深冷状态下，保持30分钟-360分钟；(4)将步骤(3)得到的采煤截齿材料在空气中放置至室温，以2℃/Min-5℃/Min的升温速率升至200-400℃进行回火处理，保持时间为60-240分钟，回火次数为1-2次；(5)将采煤截齿材料取出，在空气中冷却至室温。本专利技术具有如下优点：1、利用深冷处理法制备采煤截齿材料，工艺简单，适合大规模生产。2、所用深冷试剂为液态氮气，毒性小，无残留。3、工艺可操控性强，成本低廉，产品综合能耗低。4、产品抗磨损性能及综合力学性能良好，能够满足一般工业使用要求。具体实施方式实施例1(1)本实施例采用采煤截齿材料为YG3；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理，真空度小于10-2Pa，淬火温度为750℃，淬火保温时间为30Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室温为止；(3)将采煤截齿材料从室温以2℃/Min的降温速率，在50分钟内降温到-80℃的深冷状态，在深冷状态下，保持30分钟；(4)将步骤(3)得到的采煤截齿材料在空气中放置至室温，以2℃/Min的升温速率升至200℃进行回火处理，保持时间为240分钟，回火次数为1次；(5)将采煤截齿材料取出，在空气中冷却至室温。具体性能测试数值见附表1。实施例2(1)本实施例采用采煤截齿材料为YG3X；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理，真空度小于10-2Pa，淬火温度为800℃，淬火保温时间为60Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室温为止；(3)将采煤截齿材料从室温以4℃/Min的降温速率，在50分钟内降温到-190℃的深冷状态，在深冷状态下，保持240分钟；(4)将步骤(3)得到的采煤截齿材料在空气中放置至室温，以3℃/Min的升温速率升至300℃进行回火处理，保持时间为120分钟，回火次数为2次；(5)将采煤截齿材料取出，在空气中冷却至室温。具体性能测试数值见附表1。实施例3(1)本实施例采用采煤截齿材料为YG6；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理，真空度小于10-2Pa，淬火温度为850℃，淬火保温时间为50Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室温为止；(3)将采煤截齿材料从室温以3℃/Min的降温速率，在65分钟内降温到-180℃的深冷状态，在深冷状态下，保持300分钟；(4)将步骤(3)得到的采煤截齿材料在空气中放置至室温，以4℃/Min的升温速率升至350℃进行回火处理，保持时间为280分钟，回火次数为2次；(5)将采煤截齿材料取出，在空气中冷却至室温。具体性能测试数值见附表1。实施例4(1)本实施例采用采煤截齿材料为YG6X；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理，真空度小于10-2Pa，淬火温度为900℃，淬火保温时间为30Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室温为止；(3)将采煤截齿材料从室温以5℃/Min的降温速率，在40分钟内降温到-190℃的深冷状态，在深冷状态下，保持360分钟；(4)将步骤(3)得到的采煤截齿材料在空气中放置至室温，以5℃/Min的升温速率升至200℃进行回火处理，保持时间为200分钟，回火次数为1次；(5)将采煤截齿材料取出，在空气中冷却至室温。具体性能测试数值见附表1。实施例5(1)本实施例采用采煤截齿材料为42CrMo；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理，真空度小于10-2Pa，淬火温度为750℃，淬火保温时间为40Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室温为止；(3)将采煤截齿材料从室温以5℃/Min的降温速率，在40分钟内降温到-190℃的深冷状态，在深冷状态下，保持30分钟；(4)将步骤(3)得到的采煤截齿材料在空气中放置至室温，以2℃/Min的升温速率升至200℃进行回火处理，保持时间为60分钟，回火次数为2次；(5)将采煤截齿材料取出，在空气中冷却至室温。具体性能测试数值见附表1。实施例6(1)本实施例采用采煤截齿材料为35CrMo；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理，真空度小于10-2Pa，淬火温度为850℃，淬火保温时间为30Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室温为止；(3)将采煤截齿材料从室温以4℃/Min的降温速率，在50分钟内降温到-190℃的深冷状态，在深冷状态下，保持360分钟；(4)将步骤(3)得到的采煤截齿材料在空气中放置至室温，以2℃/Min的升温速率升至300℃进行回火处理，保持时间为240分钟，回火次数为1次；(5)将采煤截齿材料取出，在空气中冷却至室温。具体性能测试数值见附表1。实施例7(1)本实施例采用采煤截齿材料为35CrMnMo；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理，真空度小于10-2Pa，淬火温度为800℃，淬火保温时间为60Min，淬火介质为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高采煤截齿材料力学性能的方法，其特征在于：实施步骤为：(1) 选材：采煤截齿选用的材料有：YG类硬质合金、42CrMo、35CrMo、35CrMnMo和35CrMnSi，YG类硬质合金包括YG3，YG3X，YG6和YG6X；(2) 将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理：真空度小于10

【技术特征摘要】
1.一种提高采煤截齿材料力学性能的方法，其特征在于：实施步骤为：(1)选材：采煤截齿选用的材料有：YG类硬质合金、42CrMo、35CrMo、35CrMnMo和35CrMnSi，YG类硬质合金包括YG3，YG3X，YG6和YG6X；(2)将选用采煤截齿材料进行真空淬火处理：真空度小于10-2Pa，淬火温度为750℃-900℃，淬火保温时间为30Min-60Min，淬火介质为室温淬火油，淬火时间为采煤截齿材料冷却到室...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，闫献国，韩露，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：山西,14