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截齒是采煤機(jī)滾筒和掘進(jìn)機(jī)截割頭上直接作用于煤巖的工具，用于煤和巖石的破碎，其性能對(duì)整機(jī)的工作效率和使用壽命都有重要的影響。由于截割頭工作時(shí)惡劣的環(huán)境，導(dǎo)致截齒的磨損和損壞非常嚴(yán)重，截齒成為經(jīng)常需要更換的易損件之一。截齒的失效形式有截齒磨損、硬質(zhì)合金頭脫落、合金頭碎裂、截齒折斷等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤礦每開采萬噸煤消耗的截齒量為400～800個(gè)，截齒使用效率普遍偏低，截齒的需求量很大。更為重要的是采掘過程中，煤和巖石與截齒基體之間摩擦產(chǎn)生大量火花，瓦斯爆炸的風(fēng)險(xiǎn)性大，安全隱患很大，所以需要進(jìn)行有限元分析。
我國(guó)現(xiàn)階段采掘機(jī)械用截齒的生產(chǎn)工藝為齒體下料→鍛造→機(jī)加工→釬焊硬質(zhì)合金齒尖→截齒整體調(diào)質(zhì)或等溫淬火→成品。調(diào)質(zhì)或等溫淬火是滿足齒體強(qiáng)韌性要求的必要措施，但是調(diào)質(zhì)及等溫淬火過程中的加熱和冷卻，在釬焊縫及硬質(zhì)合金中易產(chǎn)生顯微裂紋，降低截齒使用壽命；另外，熱處理對(duì)提高截齒的耐磨性有限，在使用過程中齒體頭部會(huì)產(chǎn)生早期磨損，使得硬質(zhì)合金刀頭失去依托而過早暴露并脫落，導(dǎo)致截齒失去切割能力。
目前，對(duì)于截齒表面處理以及強(qiáng)化方面，不少學(xué)者進(jìn)行了研究：陳顥等采用等離子束表面冶金技術(shù)，在采煤機(jī)截齒磨損嚴(yán)重的部位制備了與基材呈冶金結(jié)的鐵基復(fù)合涂層來提高截齒的耐磨性能；馮媛媛等采用計(jì)算機(jī)模擬及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法對(duì)感應(yīng)熱處理后截齒的硬度以及組織進(jìn)行了預(yù)測(cè)；張強(qiáng)等對(duì)重型掘進(jìn)機(jī)截齒失效的機(jī)理與耐磨性改進(jìn)進(jìn)行了研究。從現(xiàn)有研究情況來看，研究者很少有對(duì)無火花抗磨強(qiáng)化截齒進(jìn)行研究，然而在提高截齒耐磨性的同時(shí)，避免采掘時(shí)產(chǎn)生火花，提高生產(chǎn)效率，保障生產(chǎn)安全，任務(wù)迫切，意義深遠(yuǎn)。本文提出了一種無火花抗磨強(qiáng)化截齒的工藝方法，同時(shí)在此基礎(chǔ)上采用有限元的方法對(duì)截齒強(qiáng)度進(jìn)行分析。
等離子熔覆合金涂層技術(shù)是在激光熔覆與耐磨堆焊的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其基本原理是：在柔性高溫等離子束流作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并一起融化、混合金屬表面，得到呈冶金結(jié)合的高硬度合金陶瓷層，從而實(shí)現(xiàn)表面的強(qiáng)化與硬化。
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