CN101660081B - 圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，包括配方和制备工艺。本发明采用由镍Ni，钨W，铬Cr，锰Mn，硼B，硅Si，钴Co，铁Fe组份配方的技术方案，克服了现有技术由于缺乏合适的无火花复合硬质合金颗粒粉体材料，使井下煤矿掘进机作业存在高消耗、高成本、低效率、不安全的问题与不足，所提供的无火花硬质合金颗粒粉体材料，用激光宽带熔覆工艺，在无火花圆锥截齿钻头易损的载体部与工作部的接合锥面处，熔覆一层无火花硬质合金表层，通过提高截齿本体锥面的耐磨性，保护工作部的合金头，以延长无火花圆锥截齿钻头的一次性使用周期，使井下煤矿掘进机作业达到低消耗、低成本、高效率、更安全的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬质合金颗粒粉体材料，具体是指，用激光熔覆技术对圆锥截齿钻头的载体部进行无火花硬质合金化表面处理所使用的一种圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料。
背景技术
圆锥截齿钻头，参阅图3，是开凿隧道地铁的盾构机、井下采矿的掘进机、翻修路面的刨路机用于破碎岩面、矿面、路面的掘进头，是这些设备的重要零部件，也是易损件，其价值昂贵；圆锥截齿钻头的前端为工作部，后端为载体部，其载体部为由以强度韧性为主钢材制成的圆柱台阶轴体，工作部为嵌入焊接在载体部前端的，以硬度耐磨为主的硬质合金圆锥体。因工况严酷，圆锥截齿钻头的载体部与工作部的接合锥面处极易被磨损，其磨损的结果是工作部硬质合金圆锥体从载体部上脱落，使整个圆锥截齿钻头报废；报废时，通常其工作部的硬质合金圆锥体尚且完好；
现有技术采用激光宽带熔覆技术，在圆锥截齿钻头易损的载体部与工作部的接合锥面处，熔覆一层由圆锥截齿钻头的载体部基体材料和硬质合金颗粒粉体材料形成的复合硬质合金层，使圆锥截齿钻头的载体部与工作部同步磨耗，以延长圆锥截齿钻头的一次性使用周期。
对于井下煤矿等有高危易爆易燃瓦斯场合掘进的圆锥截齿钻头，最好使用无火花圆锥截齿钻头，其工作部为无火花硬质合金圆锥体，即一种高耐磨的，在掘进破碎岩石时不会产生火花的硬质合金陶瓷体，与其匹配，需要一种无火花的硬质合金颗粒粉体材料，在其载体部前段熔覆一层具备同样无火花特性的复合硬质合金层，然而，现有技术尚无这种专用材料，由此限制了上述激光宽带熔覆复合硬质合金层处理技术在无火花圆锥截齿钻头上的应用，使井下煤矿等有高危易爆易燃瓦斯场合的掘进机，工作时截齿消耗大，更换勤，效率低，在其采煤掘进时，易产生火花，容易引起瓦斯爆炸，严重影响采煤安全，因此，现有技术由于缺乏合适的无火花复合硬质合金层的硬质合金颗粒粉体材料，使井下煤矿掘进机作业存在高消耗、高成本、低效率、不安全的问题与不足。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采用由镍Ni，钨W，铬Cr，锰Mn，硼B，硅Si，钴Co，铁Fe组份配方的技术方案，提供一种圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，旨在用激光宽带熔覆工艺，在无火花圆锥截齿钻头易损的载体部1与工作部2的接合锥面处，熔覆一层无火花硬质合金表层12，通过提高截齿本体锥面的耐磨性，保护工作部合金头，以延长无火花圆锥截齿钻头的一次性使用周期，使井下煤矿掘进机作业达到低消耗、低成本、高效率、更安全的目的。
本发明的目的是这样实现的：圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，包括配方和制备工艺，其中，所述的配方为，镍Ni：12％，钨W：6％，铬Cr：5％，锰Mn：2.1％，硼B：1.8％，硅Si：1.5％，钴Co：45％，铁Fe：26.6％，含量比例为质量百分比；所述的制备工艺为，按配方含量比例，在电炉中冶炼，在高纯惰性气体的保护下，然后用高纯惰性气体高速吹粉成型，筛选粒度为200～300目的干粉，获得圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，防潮密闭包装，入库。
上述配方是通过大量试验获得，一般认为，合金在高速摩擦剥离中，Fe、C、O元素是产生火花的元凶，降低合金中的碳含量有利于降低火花的产生，选用导热性好、高温高硬元素，提高材料的强度和耐磨性也是减少或避免火花产生的有效手段。
应用原理
应用时，参阅图1、图2，将圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料置于激光宽带熔覆设备的料斗中，由氩气体射流风送的方式，喷覆至位于圆锥截齿钻头载体部1与工作部2的接合锥面熔覆工位处的由激光束照射瞬间熔融形成的表面熔池中，与圆锥截齿钻头表面基体材料熔融熔合成一体，熔覆一层厚度达1.5～2mm的高耐磨无火花硬质合金表层12，熔覆了无火花硬质合金表层的圆锥截齿钻头，再经金刚石砂轮磨削加工成型。
无火花硬质合金表层的圆锥截齿钻头不但大大提高了耐磨性，延长了使用寿命，减少了更换次数，提高了掘进机的连续作业率。更为重要的是，无火花硬质合金表层的圆锥截齿钻头在采掘作业中，无火花产生，为井下作业提供了安全保证。
上述，本发明采用由镍Ni，钨W，铬Cr，锰Mn，硼B，硅Si，钴Co，铁Fe组份配方的技术方案，克服了现有技术由于缺乏合适的无火花复合硬质合金层的硬质合金颗粒粉体材料，使井下煤矿掘进机作业存在高消耗、高成本、低效率、不安全的问题与不足，所提供的一种圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，用激光宽带熔覆工艺，在无火花圆锥截齿钻头易损的载体部1与工作部2的接合锥面处，熔覆一层无火花硬质合金表层12，通过提高截齿本体锥面的耐磨性，保护工作部合金头，以延长无火花圆锥截齿钻头的一次性使用周期，使井下煤矿掘进机作业达到低消耗、低成本、高效率、更安全的目的。
附图说明
图1是应用本发明的圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，经激光宽带熔覆无火花复合硬质合金层的无火花圆锥截齿钻头的结构主视图；
图2是图1的剖视图；
图3是现有技术的圆锥截齿钻头的结构剖视图。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本发明的任何限制。
图中：载体部1、无火花硬质合金表层12、工作部2。
具体实施方式
本发明的一种圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，包括配方和制备工艺，其中，所述的配方为，镍Ni：12％，钨W：6％，铬Cr：5％，锰Mn：2.1％，硼B：1.8％，硅Si：1.5％，钴Co：45％，铁Fe：26.6％，含量比例为质量百分比；所述的制备工艺为，按配方含量比例，在电炉中冶炼，在高纯惰性气体的保护下，然后用高纯惰性气体高速吹粉成型，筛选粒度为200～300目的干粉，获得圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，防潮密闭包装，入库。
应用原理
应用时，参阅图1、图2，将圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料置于激光宽带熔覆设备的料斗中，由氩气体射流风送的方式，喷覆至位于圆锥截齿钻头载体部1与工作部2的接合锥面熔覆工位处的由激光束照射瞬间熔融形成的表面熔池中，与圆锥截齿钻头表面基体材料熔融熔合成一体，熔覆一层厚度达1.5～2mm的高耐磨无火花硬质合金表层12，熔覆了无火花硬质合金表层的圆锥截齿钻头，再经金刚石砂轮磨削加工成型。
Claims (1)
1.圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，包括配方和制备工艺，其中，所述的配方为，镍Ni：12％，钨W：6％，铬Cr：5％，锰Mn：2.1％，硼B：1.8％，硅Si：1.5％，钴Co：45％，铁Fe：26.6％，含量比例为质量百分比；所述的制备工艺为，按配方含量比例，在电炉中冶炼，在高纯惰性气体的保护下，然后用高纯惰性气体高速吹粉成型，筛选粒度为200～300目的干粉，获得圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料，防潮密闭包装，入库。
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Citations (3)
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Non-Patent Citations (3)
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| 姚树玉.等离子熔覆涂层截齿的实验研究.《煤矿机械》.2004,第25-26页. * |
| 杨胶溪等.球墨铸铁表面激光熔覆钴基合金涂层的研究.《激光技术》.2006,第30卷(第5期),第517-519页. * |
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