CN105174961B - 采煤机截齿用金属陶瓷材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采煤机截齿用金属陶瓷材料，由以下质量百分比的组分制成：金刚石67.42％、碳化硅15％、氮化钛10％、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.2％、碳化硼6％、碳化钨0.3％、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％、碳化铌0.2％。本发明金属陶瓷材料具有硬度高，韧性好，耐磨耐冲击等特点，熔覆在截齿头部可以很好的保护截齿齿体头部，降低头部齿体磨损速度，使齿体与合金头同步磨损，达到最优配合。
Description
技术领域
本发明涉及截齿技术领域，具体涉及一种采煤机截齿用金属陶瓷材料。
背景技术
现有技术中，采煤、掘进截齿是大型采煤机和掘进机上的关键元件，一般采用将硬质合金截齿头与合金钢焊接(铜焊)在一起，其主要应用在煤田的采煤、巷道掘进等采掘领域，随着资源需求的日趋增长，大型采掘机械的使用越来越广泛，因而对采掘截齿的性能提出了更高的要求。
目前，采用的硬质合金截齿头虽然与钢材相比有较好的耐磨性能，但还是不能满足使用寿命的要求，并且由于该种截齿寿命不佳，导致频繁的更换截齿，使得采掘机械的效率不能得到充分发挥。同时，由于截齿柄由合金钢等材料制备而成，从而使截齿柄极不耐磨，使硬质合金截齿头过早的脱落，导致整个截齿提前损毁失效，传统上采用对截齿柄进行热处理或在截齿柄表面堆焊一层耐磨焊条来增加耐磨性，以达到保径目的，效果不明显。特别是在金刚石复合截齿头的出现，它的高耐磨性高寿命使的截齿柄的寿命更需要得到很好的保证。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种强度好，寿命长的采煤机截齿用金属陶瓷材料。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种采煤机截齿用金属陶瓷材料，由以下质量百分比的组分制成：
该陶瓷材料具有硬度高，韧性好，耐磨耐冲击等特点，熔覆在截齿头部可以很好的保护截齿齿体头部，降低头部齿体磨损速度，使齿体与合金头同步磨损，达到最优配合。
采用上述金属陶瓷材料熔覆截齿头部的方法，步骤如下：
1)将上述陶瓷材料混合均得到金属陶瓷组合物；
2)将上述金属陶瓷组合物压模得到生坯，在200-350℃的温度下烘烤40-60分钟；
3)将烘烤后的生坯进行无氧条件下等静压烧结，烧结压力为100-400MPa，烧结温度为1600-2000℃；
4)将烧结后的生坯进行研磨，粒度为15～45μm，然后再将金属陶瓷粉末在干燥箱中150℃左右进行烘干；
5)将烘烤后的金属陶瓷粉末与粘结剂搅拌均匀混合成比例为3:1(质量比)的膏状混合物，均匀涂覆在截齿头部，预涂覆粉末厚度为5mm，然后置入干燥箱中80℃以下烘干或自然风干；
6)将预置好的截齿放置到激光器的机床上，进行激光熔覆处理，激光熔覆工艺参数为：功率为1.7～1.8kw，激光扫描速度200～500mm/s，搭接率30％～40％，光斑直径5mm，组织结构分析发现，激光宏观形貌熔覆层平整、致密、无缺陷；熔覆层组织内部致密、无气孔和裂纹等缺陷。
本发明的有益效果是：本发明金属陶瓷材料具有硬度高，韧性好，耐磨耐冲击等特点，熔覆在截齿头部可以很好的保护截齿齿体头部，降低头部齿体磨损速度，使齿体与合金头同步磨损，达到最优配合。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种采煤机截齿用金属陶瓷材料，由以下质量百分比的组分制成：
该陶瓷材料具有硬度高，韧性好，耐磨耐冲击等特点，熔覆在截齿头部可以很好的保护截齿齿体头部，降低头部齿体磨损速度，使齿体与合金头同步磨损，达到最优配合。
采用上述金属陶瓷材料熔覆截齿头部的方法，步骤如下：
1)将上述陶瓷材料混合均得到金属陶瓷组合物；
2)将上述金属陶瓷组合物压模得到生坯，在200-350℃的温度下烘烤40-60分钟；
3)将烘烤后的生坯进行无氧条件下等静压烧结，烧结压力为100-400MPa，烧结温度为1600-2000℃；
4)将烧结后的生坯进行研磨，粒度为15～45μm，然后再将金属陶瓷粉末在干燥箱中150℃左右进行烘干；
5)将烘烤后的金属陶瓷粉末与粘结剂搅拌均匀混合成比例为3:1(质量比)的膏状混合物，均匀涂覆在截齿头部，预涂覆粉末厚度为5mm，然后置入干燥箱中80℃以下烘干或自然风干；
6)将预置好的截齿放置到激光器的机床上，进行激光熔覆处理，激光熔覆工艺参数为：功率为1.7～1.8kw，激光扫描速度200～500mm/s，搭接率30％～40％，光斑直径5mm，组织结构分析发现，激光宏观形貌熔覆层平整、致密、无缺陷；熔覆层组织内部致密、无气孔和裂纹等缺陷。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明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发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种用于熔覆截齿头部的采煤机截齿用金属陶瓷材料，其特征在于，所述金属陶瓷材料由以下质量百分比的组分制成：金刚石67.42％、碳化硅15％、氮化钛10％、非晶态二氧化硅0.5％、氧化钴0.2％、碳化硼6％、碳化钨0.3％、石墨烯0.08％、纳米铁粉0.3％、碳化铌0.2％；
采用上述金属陶瓷材料熔覆截齿头部的方法，步骤如下：
(1)将上述金属陶瓷材料组分混合均匀得到金属陶瓷组合物；
(2)将上述金属陶瓷组合物压模得到生坯，在200-350℃的温度下烘烤40-60分钟；
(3)将烘烤后的生坯进行无氧条件下等静压烧结，烧结压力为100-400MPa，烧结温度为1600-2000℃；
(4)将烧结后的生坯进行研磨，得到粒度为15～45μm的金属陶瓷粉末，然后再将金属陶瓷粉末在干燥箱中于150℃进行烘干；
(5)将烘干后的金属陶瓷粉末与粘结剂按质量比3:1搅拌混合均匀成膏状混合物，均匀涂覆在截齿头部，预涂覆粉末厚度为5mm，然后置入干燥箱中于80℃以下烘干或自然风干；
(6)将预置好的截齿放置到激光器的机床上，进行激光熔覆处理，激光熔覆工艺参数为：功率为1.7～1.8kW，激光扫描速度200～500mm/s，搭接率30％～40％，光斑直径5mm，组织结构分析发现，激光宏观形貌：熔覆层平整、致密、无缺陷；熔覆层组织内部致密、无气孔和裂纹缺陷。
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