[發(fā)明專利]圓錐截齒鉆頭專用的無火花硬質(zhì)合金顆粒粉體材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910173228.X
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101660081A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳中強(qiáng);王永新
• 申請（專利權(quán)）人: 陳中強(qiáng)
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C1/02;B22F9/04;B22F1/00;C23C24/10;E21B10/46;E21C35/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金顆粒粉體材料，具體是指，用激光熔覆技術(shù)對圓錐截齒鉆頭的載體部進(jìn)行無火花硬質(zhì)合金化表面處理所使用的一種圓錐截齒鉆頭專用的無火花硬質(zhì)合金顆粒粉體材料。

背景技術(shù)

圓錐截齒鉆頭，參閱圖3，是開鑿隧道地鐵的盾構(gòu)機(jī)、井下采礦的掘進(jìn)機(jī)、翻修路面的刨路機(jī)用于破碎巖面、礦面、路面的掘進(jìn)頭，是這些設(shè)備的重要零部件，也是易損件，其價值昂貴；圓錐截齒鉆頭的前端為工作部，后端為載體部，其載體部為由以強(qiáng)度韌性為主鋼材制成的圓柱臺階軸體，工作部為嵌入焊接在載體部前端的，以硬度耐磨為主的硬質(zhì)合金圓錐體。因工況嚴(yán)酷，圓錐截齒鉆頭的載體部與工作部的接合錐面處極易被磨損，其磨損的結(jié)果是工作部硬質(zhì)合金圓錐體從載體部上脫落，使整個圓錐截齒鉆頭報(bào)廢；報(bào)廢時，通常其工作部的硬質(zhì)合金圓錐體尚且完好；

現(xiàn)有技術(shù)采用激光寬帶熔覆技術(shù)，在圓錐截齒鉆頭易損的載體部與工作部的接合錐面處，熔覆一層由圓錐截齒鉆頭的載體部基體材料和硬質(zhì)合金顆粒粉體材料形成的復(fù)合硬質(zhì)合金層，使圓錐截齒鉆頭的載體部與工作部同步磨耗，以延長圓錐截齒鉆頭的一次性使用周期。

對于井下煤礦等有高危易爆易燃瓦斯場合掘進(jìn)的圓錐截齒鉆頭，最好使用無火花圓錐截齒鉆頭，其工作部為無火花硬質(zhì)合金圓錐體，即一種高耐磨的，在掘進(jìn)破碎巖石時不會產(chǎn)生火花的硬質(zhì)合金陶瓷體，與其匹配，需要一種無火花的硬質(zhì)合金顆粒粉體材料，在其載體部前段熔覆一層具備同樣無火花特性的復(fù)合硬質(zhì)合金層，然而，現(xiàn)有技術(shù)尚無這種專用材料，由此限制了上述激光寬帶熔覆復(fù)合硬質(zhì)合金層處理技術(shù)在無火花圓錐截齒鉆頭上的應(yīng)用，使井下煤礦等有高危易爆易燃瓦斯場合的掘進(jìn)機(jī)，工作時截齒消耗大，更換勤，效率低，在其采煤掘進(jìn)時，易產(chǎn)生火花，容易引起瓦斯爆炸，嚴(yán)重影響采煤安全，因此，現(xiàn)有技術(shù)由于缺乏合適的無火花復(fù)合硬質(zhì)合金層的硬質(zhì)合金顆粒粉體材料，使井下煤礦掘進(jìn)機(jī)作業(yè)存在高消耗、高成本、低效率、不安全的問題與不足。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與不足，本發(fā)明采用由鎳Ni，鎢W，鉻Cr，錳Mn，硼B(yǎng)，硅Si，鈷Co，鐵Fe組份配方的技術(shù)方案，提供一種圓錐截齒鉆頭專用的無火花硬質(zhì)合金顆粒粉體材料，旨在用激光寬帶熔覆工藝，在無火花圓錐截齒鉆頭易損的載體部1與工作部2的接合錐面處，熔覆一層無火花硬質(zhì)合金表層12，通過提高截齒本體錐面的耐磨性，保護(hù)工作部合金頭，以延長無火花圓錐截齒鉆頭的一次性使用周期，使井下煤礦掘進(jìn)機(jī)作業(yè)達(dá)到低消耗、低成本、高效率、更安全的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：圓錐截齒鉆頭專用的無火花硬質(zhì)合金顆粒粉體材料，包括配方和制備工藝，其中，所述的配方為，鎳Ni：12％，鎢W：6％，鉻Cr：5％，錳Mn：2.1％，硼B(yǎng)：1.8％，硅Si：1.5％，鈷Co：45％，鐵Fe：26.6％，含量比例為質(zhì)量百分比；所述的制備工藝為，按配方含量比例，在電爐中冶煉，在高純惰性氣體的保護(hù)下，然后用高純惰性氣體高速吹粉成型，篩選粒度為200～300目的干粉，獲得圓錐截齒鉆頭專用的無火花硬質(zhì)合金顆粒粉體材料，防潮密閉包裝，入庫。

上述配方是通過大量試驗(yàn)獲得，一般認(rèn)為，合金在高速摩擦剝離中，F(xiàn)e、C、O元素是產(chǎn)生火花的元兇，降低合金中的碳含量有利于降低火花的產(chǎn)生，選用導(dǎo)熱性好、高溫高硬元素，提高材料的強(qiáng)度和耐磨性也是減少或避免火花產(chǎn)生的有效手段。

應(yīng)用原理

應(yīng)用時，參閱圖1、圖2，將圓錐截齒鉆頭專用的無火花硬質(zhì)合金顆粒粉體材料置于激光寬帶熔覆設(shè)備的料斗中，由氬氣體射流風(fēng)送的方式，噴覆至位于圓錐截齒鉆頭載體部1與工作部2的接合錐面熔覆工位處的由激光束照射瞬間熔融形成的表面熔池中，與圓錐截齒鉆頭表面基體材料熔融熔合成一體，熔覆一層厚度達(dá)1.5～2mm的高耐磨無火花硬質(zhì)合金表層12，熔覆了無火花硬質(zhì)合金表層的圓錐截齒鉆頭，再經(jīng)金剛石砂輪磨削加工成型。

無火花硬質(zhì)合金表層的圓錐截齒鉆頭不但大大提高了耐磨性，延長了使用壽命，減少了更換次數(shù)，提高了掘進(jìn)機(jī)的連續(xù)作業(yè)率。更為重要的是，無火花硬質(zhì)合金表層的圓錐截齒鉆頭在采掘作業(yè)中，無火花產(chǎn)生，為井下作業(yè)提供了安全保證。