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矿用截齿的刀体材料及热处理方式

矿用截齿是采煤及巷道掘进机械中的易损件之一，是破碎和脱落岩层和煤层的主要工

具。截齿主要由截齿柄、截齿头、合金刀头组成，常把截齿柄和截齿头和称截齿刀体。截齿

刀体硬度为4045HRC，冲击韧性不小于49J/cm2。矿用截齿的种类很多,一般结构是在经

淬火、回火处理的低合金结构钢刀体上镶嵌硬质合金刀头。

在矿上作业时截齿撞击煤岩体的过程中，截齿齿尖以一定的角度锲入煤岩体内，从而使

煤岩体被压部位逐渐粉碎。随着截齿锲入深度的增加，煤岩体内部的压张力逐渐增大，使被

粉碎的煤岩体的截面不断扩大。同时，被压部位表面会产生大的弹性变形，从而使煤岩体断

裂，并形成扇形落煤。截齿在切割煤岩时承受高的周期性压应力、切应力和冲击负荷，煤的

硬度虽不很高，但其中经常会遇到煤矸石等硬的矿料，切割煤岩过程中由于摩擦、冲击还会

造成截齿温度升高，在如此复杂工况条件下工作的截齿，就要求其刀体既要耐磨又应具有较

好的耐冲击性能。矿用截齿主要失效形式为刀头脱落、崩刀和刀头、刀体磨损,在某些工况

条件下也经常因为刀体折断造成截齿的失效。由于截齿刀体的机械性能好坏直接影响截齿的

使用寿命,所以合理选择截齿刀体的材质和有效的热处理方式,对减少截齿刀体的磨损折断、

降低采煤机截齿消耗量、提高采煤机械运转率、增加采煤生产的综合经济效益,都有积极的

意义。

截齿刀体常用材质

截齿在切割煤岩时承受高的周期性压应力、切应力和冲击负荷,煤的硬度虽不很高,但其

中经常会遇到煤歼石等硬的矿料,切割煤岩过程中由于摩擦、冲击还会造成截齿温度升高,在

如此复杂工况条件下工作的截齿,就要求其刀体既要耐磨又应具有较好的耐冲击性能。截齿

刀体一般采用低合金结构钢制造。

从国内部分煤矿实际使用的进口、国产的截齿来看,刀体材质多为42CrMo、35CrMnsi

等钢种,也有煤矿在采用国内新研制的Si一M”一MO系准贝氏体钢。

42CrMo钢强度高、淬透性高、韧性好、淬火变形小、在高温时有高的蠕变和持久强度

等特点。42CrMo钢经热处理后,有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,低温冲击韧性良好。

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35CrMnsi钢也是淬透性较好的材质,经适当的热处理后可得到强度、硬度、韧性和疲劳

强度较好的综合力学性能,能适应采煤生产较复杂的工况条件。

Si一Mn一MO系准贝氏体钢是国内科研单位研制的新型截齿刀体材料的一种,其特点

是经过合金成分的合理设计,使材质具有较好的热处理工艺性能,热处理后使钢的强度、韧性、

耐磨性能满足截齿力学性能要求。

能够适合截齿工况条件的钢种还有很多,截齿制造过程中可根据截齿种类及具体工况选

择合适的截齿刀体材质。

截齿刀体生产过程中的林处理工艺

煤炭行业截齿生产标准规定:截齿刀体硬度为40一45HRC,冲击韧性不小于49)几m,。

在生产过程中,截齿刀体材料应通过热处理达到或超过要求规定的力学性能指标。

42CrMo材质刀体的常规热处理工艺为:840℃油淬+360一400℃回火。

35erMnsi材质刀体的常规热处理工艺为:880℃油淬+380一430℃回火。有条件的生产厂

家也可采用880oC加热保温+280一320oC等温淬火,然后空冷的热处理工艺。

Si一Mn一M。系准贝氏体钢采用的是:880℃正火+回火热处理工艺。热处理后可获得

由贝氏体、铁素体和残留奥氏体组成的准贝氏体组织,具有良好的强韧性配合和高的耐磨性。

有效合理的热处理可使工件的使用寿命成倍的增长。所以热处理质量优良可避免工件早

期失效，可避免工件热处理返修（正火，重新淬回火，校正，去应力回火）等一系列程序。

几点建议

(l)根据截齿工作过程中的受力状况,适合做截齿刀体材料的钢种很多,像铬铂结构钢、铬镍钥

结构钢、铬钒结构钢、铬锰硅结构钢、硅锰铂系结构钢经适当的热处理后均可作为截齿刀体

材料选用。

(2)有关单位对我国矿用截齿的情况调查表明,截齿消耗量各矿相差悬殊,刀体的失效形式各

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不相同。其原因除刀体本身质量外,主要是各矿的地质条件相差很大,因此建议应根据不同的

工况条件,对刀体本身的力学性能进行相应的控制。

(3)截齿生产过程中,除选择合适的刀体材料外,还应对刀体的毛坯锻造及各种热处理工艺进

行严格控制,确保刀体具有良好的综合力学性能。避免因刀体折断或耐磨性差而造成截齿的

早期失效。

(4)截齿的堆焊材料要跟据具体矿工和刀体的材料，热处理工艺进行严格的控制，根据堆焊

母体的厚度、焊丝材料、表面硬度要求来确