一种激光强化的采煤截齿制造技术

本实用新型专利技术公开了一种激光强化的采煤截齿，涉及采煤截齿应用技术领域，包括齿座和设置在齿座上的硬质合金头，齿座外侧壁的齿座圆锥面上熔覆耐磨强化层，齿座的顶部凹设呈圆形结构的齿座槽，硬质合金头采用感应钎焊固定在齿座槽内，齿座的底部设置齿杆，且齿座与齿杆一体成型。本实用新型专利技术显著提高了截齿的使用寿命。

A laser enhanced pick for coal mining

【技术实现步骤摘要】
一种激光强化的采煤截齿
本技术涉采煤截齿应用
，尤其涉及到一种激光强化的采煤截齿。
技术介绍
截齿是采矿行业中截割煤岩的采煤机、掘进机、刨煤机用来破岩落煤用的刀具。截齿属于易损件，是更换量最大的煤矿机械零件之一，其使用寿命直接影响采矿企业的生产效率和经济效率。截齿主要包括齿座、齿杆和硬质合金头，硬质合金头与截齿座用钎焊连接，或过盈镶嵌在齿座槽内。截齿在切割煤岩时承受高的周期性压应力、切应力和冲击负荷，煤的硬度虽不很高，但其中经常会遇到煤碳等硬的矿料，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，就要求其刀体既要耐磨又应具有较好的耐冲击性能，截齿一般采用低合金结构钢制造，抗冲击性能低，使用寿命短。因此我们有必要针对现有技术的不足而提供一种激光强化的采煤截齿。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本技术旨在提供一种激光强化的采煤截齿，其采用激光熔覆使得涂层与基材冶金结合更好，能够有效提高截齿的抗冲击性能。为实现上述目的，本技术的一种激光强化的采煤截齿，包括齿杆、齿座和设置在齿座上的硬质合金头，齿座外侧壁的齿座圆锥面上熔覆耐磨强化层，齿座的顶部凹设呈圆形结构的齿座槽，硬质合金头采用感应钎焊固定在齿座槽内，齿杆位于齿座的底部，且与齿座一体成型。优选的，齿杆为圆柱形，其下部设置一圈用于安装的凹槽。优选的，齿杆与齿座连接处设置一圈用于定位的凸环。优选的，硬质合金头的元素质量百分含量为WC：50wt％，TiN：15wt％，NbC：3wt％，粘结剂Ni：2.5wt％，Cr：3.0wt％，其余为Co。优选的，耐磨强化层的元素质量百分含量为Cr：15wt％，Mo：2.0wt％，Ni：3.0wt％，Nb：2.0wt％，Si：1.0wt％，Mn：0.6wt％，Al：2.5wt％，余量Fe，粒度范围为20-120μm。优选的，耐磨强化层通过冶金结合法熔覆在齿座圆锥面上，冶金结合法采用激光工艺，激光工艺的功率为1.2-4.0kw，光束扫描线速度为150-600mm/min，圆光斑尺寸为2-4mm，送粉量10-30g/min，氩气流量范围10-25L/min，搭接率为30-60％，耐磨强化层厚度为2-4mm。优选的，齿座和齿杆采用机械加工成型，基材为42CrMo。本技术的一种激光强化的采煤截齿具有以下有益效果：1、本技术的硬质合金头含多种强化元素，TiN的硬度和熔点均比WC高，在此基础上加入少量的NbC，可显著提高硬质合金头的硬度、耐磨和抗氧化性。2、在截齿座外圆锥面熔覆一层FeCrMo合金涂层，起到加固齿座抗耐磨的作用。截齿加工方便、齿耗量低，有效提高了截齿杆和截齿头的耐磨性，显著提高了截齿的使用寿命。附图说明图1是本技术提出的一种激光强化的采煤截齿的整体结构示意图。图中数字和字母所表示的相应部件名称：1、硬质合金头；2、耐磨强化层；3、齿座；4、齿杆；5、齿座槽。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本技术。如图1所示，本技术提出的一种激光强化的采煤截齿，包括齿杆4、齿座3和设置在齿座3上的硬质合金头1，齿座3外侧壁的齿座圆锥面上熔覆耐磨强化层2，齿座3的顶部凹设呈圆形结构的齿座槽5，硬质合金头1采用感应钎焊固定在齿座槽5内，齿杆4位于齿座3的底部，且与齿座3一体成型。作为本技术的一种技术优化方案，齿杆4为圆柱形，其下部设置一圈用于安装的凹槽。通过采用上述技术方案，从而可以通过齿杆4下面的凹槽将整个截齿安装固定。作为本技术的一种技术优化方案，齿杆4与齿座3连接处设置一圈用于定位的凸环。作为本技术的一种技术优化方案，述硬质合金头1的元素质量百分含量为WC：50wt％，TiN：15wt％，NbC：3wt％，粘结剂Ni：2.5wt％，Cr：3.0wt％，其余为Co。通过采用上述技术方案，将元素粉末压制成所需块状胚体，放入1400℃的真空炉中烧结成硬质合金头1，使得硬质合金头1含多种强化元素，TiN的硬度和熔点均比WC高，在此基础上加入少量的NbC，可显著提高合金的硬度、耐磨和抗氧化性。作为本技术的一种技术优化方案，耐磨强化层的元素质量百分含量为Cr：15wt％，Mo：2.0wt％，Ni：3.0wt％，Nb：2.0wt％，Si：1.0wt％，Mn：0.6wt％，Al：2.5wt％，余量Fe，粒度范围为20-120μm。通过采用上述技术方案，粉末状的耐磨强化层2的原料混合后置于100°的烘干炉内制得耐磨强化层2涂料，耐磨强化层2通过冶金结合的方法熔覆在齿座圆锥面上，其能够有效的提高齿座3的耐磨抗冲击效果。作为本技术的一种技术优化方案，耐磨强化层2通过冶金结合法熔覆在齿座3圆锥面上，冶金结合法采用激光工艺，激光工艺的功率为1.2-4.0kw，光束扫描线速度为150-600mm/min，圆光斑尺寸为2-4mm，送粉量10-30g/min，氩气流量范围10-25L/min，搭接率为30-60％，耐磨强化层厚度为2-4mm。通过采用上述技术方案，利用激光工艺将耐磨强化层2熔覆在齿座3的圆锥面上，激光强化后的截齿与未强化的截齿相比，其使用寿命明显提高，具体性能测试包括，HR-150A型显微洛氏进行多点测试，平均硬度为HRC55，冲击韧性不小于49J/cm2，截齿寿命为常规截齿的3倍以上。作为本技术的一种技术优化方案，齿座3和齿杆4采用机械加工成型，基材为42CrMo。通过采用上述技术方案，使得加工出来的截齿加工方便、齿耗量低。本技术的一种激光强化的采煤截齿在加工时，首先采用机械加工的方法制成一体成型的齿座3和齿杆4，然后将多元素的硬质合金头1通过感应钎焊固定在齿座槽5内，通过激光工艺将耐磨强化层2熔覆在齿座3的圆锥面上。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光强化的采煤截齿，其特征在于：包括齿杆、齿座和设置在齿座上的硬质合金头，所述齿座外侧壁的齿座圆锥面上熔覆耐磨强化层，所述齿座的顶部凹设呈圆形结构的齿座槽，所述硬质合金头采用感应钎焊固定在齿座槽内，所述齿杆位于所述齿座的底部，且与所述齿座一体成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光强化的采煤截齿，其特征在于：包括齿杆、齿座和设置在齿座上的硬质合金头，所述齿座外侧壁的齿座圆锥面上熔覆耐磨强化层，所述齿座的顶部凹设呈圆形结构的齿座槽，所述硬质合金头采用感应钎焊固定在齿座槽内，所述齿杆位于所述齿座的底部，且与所述齿座一体成型。


2.根据权利要求1所述的一种激光强化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨胶溪，段金鹏，
申请(专利权)人：江苏优威激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32