專利名稱：一種冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械制造，特別是一種冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前煤礦采掘設(shè)備上所用的鎬型截齒，大部分是由合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)機械加工制成的截齒體和硬質(zhì)合金齒頭通過釬焊和熱處理等工藝制成，其壽命的長短除了取決于由截齒體的材質(zhì)、硬質(zhì)合金的質(zhì)量、釬焊質(zhì)量和熱處理工藝外，還與截齒的形狀以及合金頭和截齒體聯(lián)接方式有關(guān)。目前，市售截齒硬質(zhì)合金頭和截體的聯(lián)接形式多是將合金頭與截齒體用銅合金焊料高溫(920-950°C)釬焊而成(如圖1所示)。由于結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)方法上存在的問題，該鎬型截齒存在以下問題1、合金頭和截齒體的結(jié)合部呈現(xiàn)一臺階4，在截齒割煤作業(yè)時，該凸臺會突然增大截割阻力，這種阻力將導致兩種不良結(jié)果(I )降低切割效率，增大采煤機功率損耗，并引起滾筒搖臂振動；(2)凸臺處因受沖擊而力磨損嚴重，從而導致合金頭過早脫落。2、將截齒體、銅合金焊料、助焊劑和硬質(zhì)合金頭一起加熱920-950°C完成釬焊，然后用以下三種方式完成后續(xù)熱處理(1)只加熱截齒體包圍合金頭的一段，釬焊后冷卻至室溫然后批量860°C左右淬火，500°C左右高溫回火；(2)釬焊時截齒整體加熱，然后利用釬焊余熱(約860°C)進行淬火，然后再后高溫(500°C左右)回火；(3)在釬焊時整體加熱，然后進行鹽浴等溫淬火而完成整個截齒加工程序。以上三種熱處理形式是目前國內(nèi)外普遍處理方法。上述處理方法都存在著硬質(zhì)合金二次加熱和急熱、急冷的過程，此過程極易導致硬質(zhì)合金產(chǎn)生微裂紋，這種肉眼看不見的微裂紋將會影響合金頭的原有質(zhì)量，導致合金頭在截割煤層時容易崩裂或過早被磨損，從而影響截齒的整體質(zhì)量，降低了截齒的整體壽命。為了解決釬焊熱處理工藝對合金造成的傷害，技術(shù)人員一直在研究尋找更好聯(lián)接方法取代釬焊熱處理生產(chǎn)工藝。專利號為200310114444. X (—種鎬型截齒的生產(chǎn)工藝方法)公開了一種冷裝工藝，方法是將合金頭和截齒體過盈配合壓入截齒體內(nèi)，該方法有效地避免了熱處理對合金和焊縫的不利影響，但其結(jié)合力還不如釬焊工藝，在沖撞和剪切力的作用下也易導致合金頭松動致使其脫落。此方法在實際應用中解決了因二次加熱所產(chǎn)生的微裂紋而導致合金崩裂的問題，但沒有解決合金頭因松動而脫落的問題，所以影響了該專利的推廣應用。專利號為201010131405. O公開了一種截齒硬質(zhì)合金刀頭的冷裝方法，該方法沿截齒齒體的軸心鉆一個通孔，然后在硬質(zhì)合金刀頭底部焊上帶有螺紋的拉桿，拉桿穿過齒體底部用螺帽擰緊，該方法設(shè)計簡單，解決了截齒合金頭的冷裝問題，但是該方法增加了對截齒體加工量和加工難度，另一方面截齒體上的通孔也降低了截齒體的強度。上述幾種加工方法都沒有解決合金和截齒體的臺階而增大阻力大的問題。相關(guān)技術(shù)人員在釬焊材料和工藝以及整體熱處理工藝上不斷尋找尋更好的解決辦法，但效果都不明顯。綜上所述，目前還沒有一種既能有效避免齒頭重復加熱，，同時又能保證合金與截齒體有足夠的結(jié)合力，還能減少截齒工作時的截割阻力的加工方法。如何有效解決這一綜合技術(shù)難題，長期為業(yè)內(nèi)專家所關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明目的就是提供一種冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法，可有效解決既能減少截齒割煤阻力又能避免合金頭重復加熱從而保持合金的原有性能，有效防止合金崩裂和脫落的問題。本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，將硬質(zhì)合金頭的形狀設(shè)計為傘形，并在其柱體部分的外表面上加工螺紋；對經(jīng)等離子熔覆設(shè)備(該設(shè)備為現(xiàn)有設(shè)備，如專利號201010590941. 7中的等離子熔覆專用設(shè)備)耐磨強化后的截齒體批量調(diào)質(zhì)處理，然后對其上錐體頂部鉆孔，并加工盲孔螺紋，螺紋的直徑、螺距、旋向與合金頭柱體外螺紋相一致；將適量金屬粘結(jié)劑涂抹在截齒體盲孔螺紋和硬質(zhì)合金頭外螺紋上，然后將傘形硬質(zhì)合金頭旋入截齒體孔內(nèi)，制成冷裝配低切割阻力耐磨鎬型截齒，具體步驟是制備硬質(zhì)合金頭、對截齒體進行調(diào)質(zhì)處理、淬火、制備排氣槽、加工盲孔螺紋、裝配制成鎬型截齒。本發(fā)明方法簡單，易操作，生產(chǎn)效率高，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，節(jié)能，消除了合金頭和截齒體連接處的臺階，降低了切割阻力，使用壽命長。四

圖1為現(xiàn)有截齒體的結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為本發(fā)明截齒體的主視圖。圖3為本發(fā)明截齒體的俯視圖。圖4為本發(fā)明傘形硬質(zhì)合金頭結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明耐磨截齒的主視圖。圖6為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。五具體實施例方式 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細說明。由圖2-6給出，本發(fā)明在實施時，將硬質(zhì)合金頭的形狀設(shè)計為傘形，并在其柱體部分的外表面上加工螺紋；對經(jīng)等離子熔覆設(shè)備耐磨強化后的截齒體批量調(diào)質(zhì)處理，然后對其上錐體頂部鉆孔，并加工盲孔螺紋，螺紋的直徑、螺距、旋向與合金頭柱體外螺紋相一致；將適量金屬粘結(jié)劑涂抹在截齒體盲孔螺紋和硬質(zhì)合金頭外螺紋上，然后將傘形硬質(zhì)合金頭旋入截齒體孔內(nèi)，制成冷裝配低切割阻力耐磨鎬型截齒，具體步驟如下
(1)制備硬質(zhì)合金頭
采用硬質(zhì)合金頭材質(zhì)用常規(guī)方法加工成傘形的硬質(zhì)合金頭3，硬質(zhì)合金頭3由上部的傘帽3a和與傘帽3a為一體的柱體3b構(gòu)成，傘形硬質(zhì)合金頭下部的柱體部分直徑為10-30mm，并用刀具切削或磨削加工柱體部分外表面螺紋6，螺紋形狀為圓形或矩形；
(2)對截齒體進行熔覆處理
采用現(xiàn)有等離子熔覆設(shè)備對現(xiàn)有截齒體I的錐面進行調(diào)質(zhì)處理，方法是將送粉量調(diào)整到15-80g/min之間，離子氣流量調(diào)整到O. 4-1. 0m3/h之間，熔覆電流調(diào)整到50-300A之間，熔覆速度調(diào)整到300-800mm/min之間，搭接率控制在10-40%之間，制備O. 5-3. Omm厚的耐磨熔覆層8 ；
(3)調(diào)質(zhì)
熔覆處理后的截齒體在840-930°C保溫O. 5-3h，然后放入工業(yè)淬火油中5_20min，撈出后于300-500°C保溫O. 5-3. 0h，再置于空氣中緩冷至室溫； (4)截齒體盲孔加工盲孔螺紋
在截齒體頂部中心的盲孔2內(nèi)壁上加工出與合金頭柱體外表面螺紋6相匹配的盲孔螺紋5 ;
(5)制備排氣槽
用常規(guī)方法在截齒體I的頂部加工和截齒體上原有的盲孔2相通的排氣槽7，排氣槽7深度為O. 5-3mm,寬度為O. 5-3mm ；
(6)冷裝配制成鎬型截齒
分別清洗截齒體盲孔螺紋5和硬質(zhì)合金頭的外表螺紋6表面，然后分別在其涂抹2-3層的金屬粘合劑(現(xiàn)有產(chǎn)品，如威海云清化工開發(fā)院生產(chǎn)的金屬粘合劑)，將傘形硬質(zhì)合金頭旋入截齒體的盲孔內(nèi)，18_25°C，固化2-24h，制成冷裝配低切割阻力耐磨鎬型截齒。所述的硬質(zhì)合金頭3上的外表面螺紋6和截齒體上盲孔螺紋5根據(jù)采煤機滾筒的旋轉(zhuǎn)方向分為左旋和右旋；
所述的硬質(zhì)合金頭3的傘帽3a下邊緣直徑等于截齒體上部頂端直徑；硬質(zhì)合金頭3的錐角和截齒體I上部的錐角相一致，或大于截齒體的錐角；
所述的截齒體I上錐部的耐磨熔覆層8的硬度為55-69HRC，二者為冶金結(jié)合，形狀為螺旋形或環(huán)帶形。由上述情況可以看出，本發(fā)明產(chǎn)品消除了合金頭和截齒體連接處的臺階，降低了切割阻力；傘形合金頭掩護了截齒體的上錐部，避免了因齒體磨穿導致合金頭剝落現(xiàn)象；合金頭和截齒體通過螺紋冷裝工藝聯(lián)接，避免了釬焊熱處理過程導致硬質(zhì)合金頭微裂紋的產(chǎn)生，另外該加工方法省電省時生產(chǎn)效率高；合金頭和截體之間的結(jié)合力是螺旋堅固力和粘結(jié)力的組合。本發(fā)明方法設(shè)計簡單，易操作，能批量進行熱處理，割煤阻力小，使用壽命長，生產(chǎn)效率高，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下突出的特點
(1)消除了合金頭和截齒體連接處的臺階，降低了割煤時的切割阻力；
(2)傘形合金頭掩護了截齒體的上錐部，避免了因齒體磨穿導致合金頭剝落現(xiàn)象；
(3)合金頭和截齒體通過螺紋冷裝工藝聯(lián)接，避免了釬焊熱處理過程導致硬質(zhì)合金頭微裂紋的產(chǎn)生，另外該加工方法省電省時生產(chǎn)效率高；
(4)合金頭和截體之間的結(jié)合力是螺旋堅固力和粘結(jié)力的組合，結(jié)合強度大；
(5)本發(fā)明方法設(shè)計簡單，易操作，能批量進行熱處理，該截齒割煤阻力小，使用壽命長，生產(chǎn)效率高，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
權(quán)利要求
1.一種冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法，其特征在于，將硬質(zhì)合金頭的形狀設(shè)計為傘形，并在其柱體部分的外表面上加工螺紋；對經(jīng)等離子熔覆設(shè)備耐磨強化后的截齒體批量調(diào)質(zhì)處理，然后對其上錐體頂部鉆孔，并加工盲孔螺紋，螺紋的直徑、螺距、旋向與合金頭柱體外螺紋相一致；將適量金屬粘結(jié)劑涂抹在截齒體盲孔螺紋和硬質(zhì)合金頭外螺紋上，然后將傘形硬質(zhì)合金頭旋入截齒體孔內(nèi)，制成冷裝配低切割阻力耐磨鎬型截齒，具體步驟如下(1)制備硬質(zhì)合金頭采用硬質(zhì)合金頭材質(zhì)用常規(guī)方法加工成傘形的硬質(zhì)合金頭(3)，硬質(zhì)合金頭(3)由上部的傘帽(3a)和與傘帽(3a)為一體的柱體(3b)構(gòu)成，傘形硬質(zhì)合金頭下部的柱體部分直徑為10-30mm，并用刀具切削或磨削加工柱體部分外表面螺紋(6)，螺紋形狀為圓形或矩形；(2)對截齒體進行熔覆處理采用現(xiàn)有等離子熔覆設(shè)備對現(xiàn)有截齒體(I)的錐面進行調(diào)質(zhì)處理，方法是將送粉量調(diào)整到15-80g/min之間，離子氣流量調(diào)整到O. 4-1. 0m3/h之間，熔覆電流調(diào)整到50-300A 之間，熔覆速度調(diào)整到300-800mm/min之間，搭接率控制在10-40%之間，制備O. 5-3. Omm厚的耐磨熔覆層(8)；(3)調(diào)質(zhì)熔覆處理后的截齒體在840-930°C保溫O. 5-3h，然后放入工業(yè)淬火油中5_20min，撈出后于300-500°C保溫O. 5-3. 0h，再置于空氣中緩冷至室溫；(4)截齒體盲孔加工盲孔螺紋在截齒體頂部中心的盲孔(2)內(nèi)壁上加工出與合金頭柱體外表面螺紋(6)相匹配的盲孔螺紋(5);(5)制備排氣槽用常規(guī)方法在截齒體(I)的頂部加工和截齒體上原有的盲孔(2 )相通的排氣槽(7 )，排氣槽(7)深度為O. 5-3mm,寬度為O. 5_3mm ；(6)冷裝配制成鎬型截齒分別清洗截齒體盲孔螺紋(5)和硬質(zhì)合金頭的外表螺紋(6)表面，然后分別在其涂抹2-3層的金屬粘合劑(現(xiàn)有產(chǎn)品，如威海云清化工開發(fā)院生產(chǎn)的金屬粘合劑)，將硬質(zhì)合金頭旋入截齒體的盲孔內(nèi)，18_25°C，固化2-24h，制成冷裝配低切割阻力耐磨鎬型截齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法，所述的硬質(zhì)合金頭(3)上的外表面螺紋(6)和截齒體上盲孔螺紋(5)根據(jù)采煤機滾筒的旋轉(zhuǎn)方向分為左旋和右旋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法，所述的硬質(zhì)合金頭(3)的傘帽(3a)下邊緣直徑等于截齒體上部頂端直徑；硬質(zhì)合金頭(3)的錐角和截齒體 (O上部的錐角相一致，或大于截齒體的錐角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法，所述的截齒體 (I)上錐部的耐磨熔覆層(8)的硬度為55-69HRC, 二者為冶金結(jié)合,形狀為螺旋形或環(huán)帶形。
全文摘要
本發(fā)明涉及冷裝配低截割阻力耐磨鎬型截齒生產(chǎn)方法，可有效解決既能減少截齒割煤阻力又能避免合金頭重復加熱從而保持合金的原有性能，有效防止合金崩裂和脫落的問題，其解決的技術(shù)方案是，將硬質(zhì)合金頭的形狀設(shè)計為傘形，并在其柱體部分的外表面上加工螺紋；對經(jīng)等離子熔覆設(shè)備耐磨強化后的截齒體批量調(diào)質(zhì)處理，然后對其上錐體頂部鉆孔，并加工盲孔螺紋，螺紋的直徑、螺距、旋向與合金頭柱體外螺紋相一致；將適量金屬粘結(jié)劑涂抹在截齒體盲孔螺紋和硬質(zhì)合金頭外螺紋上，然后將傘形硬質(zhì)合金頭旋入截齒體孔內(nèi)，本發(fā)明方法簡單，易操作，生產(chǎn)效率高，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，節(jié)能，消除了合金頭和截齒體連接處的臺階，降低了切割阻力，使用壽命長。
文檔編號B23P15/00GK103009001SQ20121055763
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者劉鳴放, 張兵權(quán), 申晉鳴, 張?zhí)祉?申請人:河南省煤科院耐磨技術(shù)有限公司, 山西焦煤愛鋼裝備再制造有限公司