截齒是煤礦采煤機及礦山巷道掘進機械中使用的刃具，截齒質量的優(yōu)劣直接影響采掘機的效率和企業(yè)的生產成本，隨著人們對能源特別是煤炭需求的增加，為了提高采掘效率，采煤機功率不斷增大，對截齒的質量要求越來越高，作為采煤機截齒材料，要求其具有較高的強度、硬度和耐磨性、高的彎曲強度及耐腐蝕性，以防止截齒使用過程中產生斷裂、彎曲、變形和早期磨損失效。從對國內外截齒產品調查情況，國內廠家生產的截齒消耗率，綜采一般為80~200把/萬噸，而國外截齒綜采損耗率20把/萬噸。2011年中國煤炭產量已經達到38億噸以上，可以看出，作為機械化采煤的刀具，截齒的消耗量非常大，因此，為降低采煤機截齒消耗，研究新型的高強度截齒材料，提高截齒的使用壽命，提高勞動生產率，具有重要的意義。本文論述了采煤機截齒材料選擇及其生產工藝特點，為采煤機截齒的選材及制定制造工藝提供依據.

截齒的工作原理及失效形式

   采煤機工作時是借助于安裝在旋轉滾筒上的截齒實現對煤層切割和開采工作，在截割煤巖的過程中，截齒承受煤層高的周期性壓應力、剪應力和沖擊載荷，截齒的失效形式主要有[2] ~[5]: 齒體的磨損、變形、斷裂齒頭硬質合金破碎及脫落等。影響截齒使用壽命的因素較多，如截齒的幾何形狀、齒尖的角度、裝夾情況、采煤條件等，但主要的影響因素是截齒材料。截齒的主要失效形式主要有以下幾種。

(1) 磨損與斷裂失效

   截齒在切割煤層過程中與煤層產生強烈的摩擦和磨料磨損，分析了鎬型截齒應力分布規(guī)律，截齒受力最大的應力點是在截齒工作部分的頭部，此處磨損最為嚴重，導致截齒褲體產生磨損而失效，實際煤炭生產中截齒約有50%的截齒失效是由磨損造成的[7]。圖1a是安裝在滾筒上磨損失效截齒形貌，可以看出，截齒褲體產生較大的磨損，導致截齒頭部硬質合金顯露。圖1b是截齒斷裂失效的照片，可以看出，和圖1a相比，雖然截齒磨損較少，但會產生截齒的斷裂，產生截齒斷裂的原因是截齒截割煤巖時在沖擊載荷的作用下，刀頭處于高壓應力狀態(tài)，若遇到煤巖中堅硬的煤奸石等，在齒刃與煤巖接觸時承受高的剪應力，當剪應力超過合金的強度極限時發(fā)生斷裂，產生斷烈的原因有截齒材料的強度較低，或截齒材料內部或表面存在缺陷，工作時這些缺可以作為裂紋源，在應力的作用下，導致烈紋擴展而發(fā)牛斷烈，從斷烈照片可以看出，截貨斷烈裂紋源在截齒表面，裂紋形成后向內部擴展，因此作為截齒材料應該具有較高的強度和韌性，截齒加工時要避免內部和表面存在缺陷，提高截齒表面加工質量可以避免截齒的斷裂

(2) 硬質合金齒頭的破碎及脫落

   截齒截割煤巖時，若遇到煤巖中堅硬的礦料，刀頭處于高壓應力狀態(tài)，在齒刃與煤巖接觸不良處會承受高的剪應力，處于拉應力狀態(tài)，當拉應力超過合金的強度極限時即發(fā)生刀頭的碎裂。截齒在使用過程中，當截齒磨損到一定程度后，其齒尖的硬質合金將脫落，硬質合金脫落分為早期脫落和后期脫落，其中早期脫落的危害最大，截齒在很短的工作時間里，舒焊在齒體上的硬質合金刀頭便從齒體上掉下，致使截齒提前報廢，圖1c是片狀截齒硬質合金脫落及磨損失效的照片，硬質合金的脫落與齒頭的釬焊質量差有關，如焊接處存在夾砂，微裂紋等造成焊縫抗剪強度低。硬質合金的脫落還與焊縫間隙的大小不合理有關，舒焊時焊料的使用量少，造成虛焊導致硬質合金頭松動，而發(fā)生齒頭脫落。從截齒褲體材料來看，產生硬質合金刀頭脫落的原因與截齒庫體工作部分硬度偏低，耐磨性差有關，包持硬質合金部分截齒過快的磨損，造成包持力不夠，硬質合金脫落。因此通過提高截齒工作部分硬度和提高釬煤質量，可以避免硬質合金的脫落。

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