CN102182456A - 一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法 - Google Patents
一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102182456A CN102182456A CN2011101021209A CN201110102120A CN102182456A CN 102182456 A CN102182456 A CN 102182456A CN 2011101021209 A CN2011101021209 A CN 2011101021209A CN 201110102120 A CN201110102120 A CN 201110102120A CN 102182456 A CN102182456 A CN 102182456A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- composite coating
- wear
- spark
- preparation
- resisting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法,所述的复合覆层由铁基固溶体、硼化物、碳化物组成,采用的等离子熔覆的方法制备,其中,原始粉末各元素组成按重量百分比计,B为4~8%、C为1~5%、Si为1~5%、Cr为20~60%、Ni为5~15%,Ti、V、Nb、Zr各1%,其余为Fe,复合覆层厚度为0.1~10mm,复合覆层硬度600~1600HV。选用铁基含碳、硼合金粉末,利用等离子熔覆的方法,在采煤机截齿表面制备耐磨覆层,该覆层截齿在切割煤岩时,不产生火花,杜绝了由截齿切割煤岩产生火花引发瓦斯爆炸的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿用采煤机耐磨、无火花截齿复合覆层及其制备方法,属于金属热处理及表面技术领域。
背景技术
煤炭是我国工农业生产的主要能源。由于煤炭生产的特殊性,大量的运输、提升及支护等设备在严重的腐蚀、磨损环境下运行。提高煤矿机械的抗磨、耐蚀性,减小由腐蚀、磨损带来的直接与间接经济损失,一直是煤炭生产中需要解决的重要问题。
采煤机是煤炭生产中常用的采掘机械,截齿是采煤机切割煤、岩的刀具。截齿在使用过程中,直接受到煤和岩石的磨损及冲击,造成磨损、冲击断裂、崩刃等破坏,降低生产效率,因此,要求截齿具有高的硬度和耐磨性及良好的强韧性配合。
根据对截齿的性能要求,齿体材料通常采用具有良好锻造性能的合金调质钢制造,如35CrMnSi、40CrNiMo、42CrMo、,我国普遍采用35CrMnSi钢,通过适当的热处理,使其满足强韧性的要求;而耐磨性依靠齿尖部钎焊硬质合金解决。所采用的硬质合金主要有YG11C、YG13C、YG8C等。我国采煤机截齿的生产工艺为:齿体下料→锻造→机加工→钎焊硬质合金齿尖→截齿整体调质或等温淬火→成品。调质或等温淬火是满足齿体强韧性要求的必要措施。但是调质及等温淬火过程中的加热和冷却,在钎焊缝及硬质合金中易产生显微裂纹,降低截齿使用寿命;另外,热处理对于提高截齿的耐磨性有限,在使用过程中齿体头部会产生早期磨损,使得硬质合金刀头失去依托而过早暴露并脱落,导致截齿失去切割能力。因此,提高采煤机截齿的耐磨性是一项重要的课题。另外,从安全生产考虑,井下煤炭生产时,是严禁产生火花的。但截齿截煤过程中,周期性与煤岩撞击,不可避免地产生火花,造成安全隐患。在提高截齿耐磨性的同时,避免截煤时产生火花,提高生产效率,保障生产安全,任务迫切,意义深远。
发明内容
为了解决现有技术存在的采煤机截齿的耐磨性与减少火花产生不可兼得的问题,本发明提供了一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法,可以有效的提高采煤机截齿的耐磨性的同时,又不会产生火花。
本发明的技术方案为:一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层,所述的复合覆层由铁基固溶体、硼化物、碳化物组成,采用的等离子熔覆的方法制备,其中,原始粉末各元素组成按重量百分比计,B为4~8%、C为1~5%、Si为1~5%、Cr为20~60%、Ni为5~15%,Ti、V、Nb、Zr各1%,其余为Fe,复合覆层厚度为0.1~10mm,复合覆层硬度600~1600HV。
制备所述的耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层的方法,步骤为:
第一步,按照各元素组成按重量百分比计,B为4~8%、C为1~5%、Si为1~5%、Cr为20~60%、Ni为5~15%,Ti、V、Nb、Zr各1%,其余为Fe的比例配制原始粉末;
第二步,采用等离子熔覆的方法,在截齿表面熔覆以上混合粉末。
第一步中原始粉末以合金或者金属单质配制。
第二步等离子熔覆时,采用自动送粉或预涂粉末法;工作电流140-300A,单道扫描宽度1-10mm,喷嘴离工件的距离2-10mm,扫描速度10-30cm/min。
第二步中的等离子熔覆时,采用惰性气体或氮气为电离和保护气体。
第一步中原始粉末的粒度为10-300μm。
有益效果:
1.本发明的熔覆层由硼化物、碳化物和固溶体组成,具有很高的硬度,可达到600-1600HV。硬化机理为:多种硼化物和碳化物的第二相强化、弥散强化,细晶强化、固溶强化等。
2.本发明的熔覆层具有优异的耐磨性,是35CrMnSi齿体材料的3-6倍。在砂轮机上打磨时无火花产生,所以特别适用于采煤机截齿,在切割煤岩时,不产生火花,杜绝了由截齿机切割煤岩产生火花而引发瓦斯爆炸的可能性。
附图说明
图1为熔覆层的硬度。复合覆层硬度达到900HV。
图2为本发明制备的复合覆层的扫描电镜照片。
图3为本发明的方法制备的复合覆层的光学显微镜照片。
图4为本发明的方法制备的复合覆层的又一光学显微镜照片。
从图中可以清晰的看出复合覆层致密,孔隙率低。熔覆层由B、C的化合物及Fe的固溶体组成。
具体实施方式
一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层,所述的复合覆层由铁基固溶体、硼化物、碳化物组成,采用的等离子熔覆的方法制备,其中,原始粉末各元素组成按重量百分比计,B为4~8%、C为1~5%、Si为1~5%、Cr为20~60%、Ni为5~15%,Ti、V、Nb、Zr各1%,其余为Fe,的比例配制金属粉末;熔覆层厚度0.1-10mm;硬度600-1600HV;在砂轮上打磨无火花。
具体制备步骤如下:
第一步,按照各元素组成按重量百分比计,B为4~8%、C为1~5%、Si为1~5%、Cr为20~60%、Ni为5~15%,Ti、V、Nb、Zr各1%,其余为Fe,的比例配制金属粉末;金属粉末可以以合金或者金属单质的形式加入,金属粉末的粒度为10-300μm。
第二步,采用等离子熔覆的方法,在截齿表面熔覆以上混合粉末。等离子熔覆时,采用自动送粉或预涂粉末法;工作电流140-300A,单道扫描宽度1-10mm,喷嘴离工件的距离2-10mm,扫描速度10-30cm/min。电离和保护气体为惰性气体或氮气。
实施例1:
按重量百分比B为4%、C为2%、Si为2.5%、Cr为30%、Ni为8%,Ti、V、Nb、Zr分别为1%,其余为Fe的比例配制金属粉末;金属粉末以合金和金属单质的形式加入,金属粉末的粒度为30-120μm。采用等离子熔覆的方法,在截齿表面熔覆以上混合粉末。等离子熔覆时,采用自动、负压送粉法;工作电流180A,喷嘴离工件的距离8mm,扫描速度25cm/min。电离和保护气体为氩气。熔覆层的厚度为4.0mm,显微硬度1100HV,熔覆层由C、B化合物及Fe基固溶体组成。熔覆层在砂轮上打磨无火花。
实施例2:
按重量百分比B为5.5%、C为3%、Si为2%、Cr为45%、Ni为10%,Ti、V、Nb、Zr分别为1%,其余为Fe的比例配制金属粉末;金属粉末以合金和金属单质的形式加入,金属粉末的粒度为50-150μm。采用等离子熔覆的方法,采用预涂粉末法;工作电流200A,单道扫描宽度8mm,喷嘴离工件的距离10mm,扫描速度20cm/min。电离和保护气体为氩气。熔覆层的厚度为2.mm,显微硬度1300HV,熔覆层由C、B化合物及Fe基固溶体组成。熔覆层在砂轮上打磨无火花。
实施例3:
按重量百分比B为6%、C为4%、Si为3%、Cr为55%、Ni为13%,Ti、V、Nb、Zr分别为1%,其余为Fe的比例配制金属粉末;金属粉末以合金或者金属单质的形式加入,金属粉末的粒度为10-300μm。采用等离子熔覆的方法,在截齿表面熔覆以上混合粉末。等离子熔覆时,采用自动、负压送粉法;工作电流250A,等离子炬喷嘴离工件的距离10mm,扫描速度25cm/min。电离和保护气体为氮气。熔覆层的厚度为5.0mm,显微硬度1500HV,熔覆层由C、B化合物及Fe基固溶体组成。熔覆层在砂轮上打磨无火花。
Claims (6)
1.耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层,其特征在于,所述的复合覆层由铁基固溶体、硼化物、碳化物组成,采用的等离子熔覆的方法制备,其中,原始粉末各元素组成按重量百分比计,B为4~8%、C为1~5%、Si为1~5%、Cr为20~60%、Ni为5~15%,Ti、V、Nb、Zr各1%,其余为Fe,复合覆层厚度为0.1~10mm,复合覆层硬度600~1600HV。
2.制备权利要求1所述的耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层的方法,其特征在于,步骤为:
第一步,按照各元素组成按重量百分比计,B为4~8%、C为1~5%、Si为1~5%、Cr为20~60%、Ni为5~15%,Ti、V、Nb、Zr各1%,其余为Fe的比例配制原始粉末;
第二步,采用等离子熔覆的方法,在截齿表面熔覆以上混合粉末。
3.如权利要求2所述的制备耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层的方法,其特征在于,第一步中原始粉末以合金或者金属单质配制。
4.如权利要求2所述的制备耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层的方法,其特征在于,第二步等离子熔覆时,采用自动送粉或预涂粉末法;工作电流140-300A,单道扫描宽度1-10mm,喷嘴离工件的距离2-10mm,扫描速度10-30cm/min。
5. 如权利要求2所述的制备耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层的方法,其特征在于,第二步中的等离子熔覆时,采用惰性气体或氮气为电离和保护气体。
6. 如权利要求2所述的制备耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层的方法,其特征在于,第一步中原始粉末的粒度为10-300μm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011101021209A CN102182456A (zh) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | 一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011101021209A CN102182456A (zh) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | 一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102182456A true CN102182456A (zh) | 2011-09-14 |
Family
ID=44568734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011101021209A Pending CN102182456A (zh) | 2011-04-22 | 2011-04-22 | 一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102182456A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102418523A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-04-18 | 宁海县盛源激光科技有限公司 | 一种高耐磨无火花的刀形截齿 |
CN108359975A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-03 | 山西焦煤爱钢装备再制造股份有限公司 | 一种高耐磨双金属复合板及其加工方法 |
WO2023116217A1 (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | 广东省科学院中乌焊接研究所 | 等离子熔覆用铁基合金粉末及制备方法和等离子熔覆方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4210955A1 (de) * | 1992-04-02 | 1993-10-07 | Verschleis Technik Dr Ing Hans | Rundmeißel oder ähnliches Werkzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
CN1155615A (zh) * | 1996-01-20 | 1997-07-30 | 山东矿业学院 | 一种采煤机截齿的加工方法 |
WO1999010551A1 (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-04 | Kennametal Inc. | A PICK-STYLE TOOL WITH A CERMET INSERT HAVING A Co-Ni-Fe-BINDER |
CN2637730Y (zh) * | 2003-11-14 | 2004-09-01 | 王光 | 煤矿采煤机用复合涂层截煤齿 |
CN101189408A (zh) * | 2005-05-31 | 2008-05-28 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 用于制造截齿的方法 |
CN101737044A (zh) * | 2009-12-01 | 2010-06-16 | 郑州大学 | 一种高耐磨采煤机截齿及其生产工艺 |
CN101994512A (zh) * | 2010-11-03 | 2011-03-30 | 宁波市胜源技术转移有限公司 | 一种采煤采矿用截齿的制造工艺 |
-
2011
- 2011-04-22 CN CN2011101021209A patent/CN102182456A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4210955A1 (de) * | 1992-04-02 | 1993-10-07 | Verschleis Technik Dr Ing Hans | Rundmeißel oder ähnliches Werkzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
CN1155615A (zh) * | 1996-01-20 | 1997-07-30 | 山东矿业学院 | 一种采煤机截齿的加工方法 |
WO1999010551A1 (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-04 | Kennametal Inc. | A PICK-STYLE TOOL WITH A CERMET INSERT HAVING A Co-Ni-Fe-BINDER |
CN2637730Y (zh) * | 2003-11-14 | 2004-09-01 | 王光 | 煤矿采煤机用复合涂层截煤齿 |
CN101189408A (zh) * | 2005-05-31 | 2008-05-28 | 山特维克知识产权股份有限公司 | 用于制造截齿的方法 |
CN101737044A (zh) * | 2009-12-01 | 2010-06-16 | 郑州大学 | 一种高耐磨采煤机截齿及其生产工艺 |
CN101994512A (zh) * | 2010-11-03 | 2011-03-30 | 宁波市胜源技术转移有限公司 | 一种采煤采矿用截齿的制造工艺 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
许四祥: "等离子束熔覆结晶过程及热影响区的研究", 《工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102418523A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-04-18 | 宁海县盛源激光科技有限公司 | 一种高耐磨无火花的刀形截齿 |
CN108359975A (zh) * | 2018-03-19 | 2018-08-03 | 山西焦煤爱钢装备再制造股份有限公司 | 一种高耐磨双金属复合板及其加工方法 |
WO2023116217A1 (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | 广东省科学院中乌焊接研究所 | 等离子熔覆用铁基合金粉末及制备方法和等离子熔覆方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103737273B (zh) | 一种激光熔覆wc耐磨涂层的新型滚刀的制作工艺 | |
CN101974747B (zh) | 截齿锥形面激光熔覆方法 | |
CN102069355B (zh) | 一种镐形截齿的生产方法 | |
CN102108866A (zh) | 一种新型结构耐磨截齿体 | |
CN102182456A (zh) | 一种耐磨、无火花采煤机截齿复合覆层及其制备方法 | |
CN104789920B (zh) | 利用等离子熔射鱼鳞状耐磨涂层的方法 | |
CN101974750B (zh) | 截齿齿体锥形面激光强化工艺 | |
CN103898501A (zh) | 截齿等离子束表面冶金工艺 | |
CN103061759B (zh) | 微束等离子弧表面熔覆的采煤截齿及其方法 | |
CN106148649A (zh) | 旋挖钻耐磨截齿及热处理工艺 | |
CN101660081B (zh) | 圆锥截齿钻头专用的无火花硬质合金颗粒粉体材料 | |
CN102330028A (zh) | 一种用于采煤机截齿刀体的金属合金材料 | |
CN203081304U (zh) | 一种热压直角梯形齿孕镶金刚石钻头 | |
CN201460897U (zh) | 一种本安型耐磨镐型截齿 | |
CN103437713B (zh) | 一种自锐式环齿孕镶金刚石钻头 | |
CN205189866U (zh) | 一种新型采煤机截齿 | |
CN101876249A (zh) | 一种金属陶瓷煤截齿及其制备方法 | |
CN103436880B (zh) | 激光熔覆强化截齿座的制备方法 | |
CN203904377U (zh) | 高炉开铁口机用复合钻头 | |
CN105201503A (zh) | 加强型高耐磨金刚石复合截齿 | |
CN203066970U (zh) | 一种微束等离子弧表面熔覆的采煤截齿 | |
CN201738198U (zh) | 一种捣固镐 | |
CN205047221U (zh) | 一种具有碳化钨表面强化层的采矿刀具 | |
CN201262086Y (zh) | 高耐磨金刚石复合截齿 | |
CN201982097U (zh) | 一种耐磨强化截齿 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110914 |