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      截齒的磨損形式

      時間:2019-05-05 作者 :admin
      截齒的磨損形式
      (1)磨粒磨損
      截齒在工作過程中,磨粒(煤矸石等)與截齒表面間產生較大的壓應力,帶有銳利棱角并具有合適的迎角的磨粒能切削截齒表面形成顯微切削;如果磨粒不夠尖銳或刺入截齒表面角度不適當,則在截齒表面擠出犁溝,隨著截齒工作時間的延長,磨粒反復對截齒表面推擠,產生嚴重的塑性變形流動,使得表面下層塑性發生相互作用,導致塑變區內位錯密度增加,變形材料表面產生裂紋,裂紋擴展,截齒表面形成薄片狀磨屑。而且煤層中存在腐蝕性介質與截齒表面發生化學反應而造成表面材料腐蝕,機械性能下降,并使表層金屬與基體材料結合力降低,加快了截齒材料表層的磨損。
      (2)熱疲勞磨損
      截齒在截割煤巖時,承受高的間歇式的沖擊載荷,為了分析其對截齒表層的破壞,可將沖擊載荷分解成法向力和切向力。法向力和切向力通過接觸點作用傳遞到截齒次表層,在這些力的作用下,截齒表面上較硬的微凸點將變形,反復擠壓導致附近軟表面產生塑性流動并在截齒亞表面層形成積累。同時截齒截割煤巖時,由于磨損熱使刀頭磨損表面產生600—800℃的高溫,而截齒截割煤巖是周期性的回轉運動,故升溫是交變的,當刀頭接觸煤巖時升溫,離開煤巖時降溫,使截齒齒頂產生高溫回火,其組織一般為回火索氏體和鐵素體,其硬度下降50%,加速了截齒的磨損。由于截齒表層溫度的不斷變化,材料表層進一步軟化,導致塑變區內出現波浪式塑性流動和位錯密度增加,反復的彈塑變形,又使位錯集中,繼而在表層出現橫向微裂紋。大量的調研表明,各礦用截齒的失效各不相同,軟質煤或夾矸少的各礦,截齒失效以多次磨損為主,硬質煤或夾矸多的各礦多以合金頭崩碎、丟失和桿斷為主。

      截齒的磨損
      1.磨料磨損。國產合金中有的合金元素含量達不到要求,含有石墨雜質,晶粒分布不均勻,孔隙多,組織不均勻,這是造成硬質合金頭磨損的主要原因;齒體材料質量性能不穩定,熱處理過程控制不當是造成齒體磨損的原因。
      2.紅硬性較低導致的磨損。紅硬性是指道具材料在高溫下保持高硬度的能力。理論上硬質合金可以在800-1000℃的高溫下保持高硬度,但由于國產硬質合金的生產存在一些現實問題使得截齒的紅硬性較低。截齒在截割煤巖時,刀頭表面溫度可達600-800℃,其硬度下降50%左右,材質的軟化加速了截齒的磨損。

      一般來說,被磨材料的硬度與抗磨料磨損性能成正比,但在復雜的工況條件下,高硬度不一定對應高的耐磨性,尤其在受沖擊載荷時更是這樣。同時在截齒的磨損失效過程中,材料的硬度和磨料的硬度都不是一個準確值,因為材料中可能存在軟的部分(如硬質合金中的粘結相,刀體中的鐵素體相),軟磨料中也可能存在硬的粒子(如煤中的黃鐵礦、石英等),煤實際上是一種混合磨料,其中軟磨料對截齒表面反復擠壓導致材料的疲勞磨損,而硬磨料則直接犁切截齒表面。

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