基于激光熔覆的截齒性能實(shí)驗(yàn)研究

【摘 要】截齒是煤礦中常用的切煤刀具，截齒失效主要是磨損，因此對截齒耐磨性能研究非常有意義。

【關(guān)鍵詞】 激光熔覆 截齒 耐磨性能

引 言

采煤機(jī)截齒是煤礦機(jī)械中的常用易損件。對截齒性能的提升將有助于煤礦開發(fā)工程的應(yīng)用。

1實(shí)驗(yàn)方法

1.2實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)前，將42CrMo的鋼板加工成單道熔覆的樣塊，然后將表面的氧化物和殘?jiān)褂蒙拜啓C(jī)磨出金屬光澤，在使用工業(yè)酒精進(jìn)行擦拭。將粉末放到烤箱中，烤箱溫度設(shè)置為120度，烘烤時間為1個小時，目的是除去粉末中的水分以防止實(shí)驗(yàn)過程中粉末堵塞粉嘴。實(shí)驗(yàn)時將樣塊固定在試驗(yàn)臺上，啟動實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)定相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，采用同步送粉的方式分別將鎳基合金粉和鐵基合金粉粉末熔覆到基材上。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用毛刷除去熔覆層表面的殘?jiān)缓蟀褬訅K在電火花線切割機(jī)上切下試樣，經(jīng)過金相鑲嵌機(jī)鑲嵌后，在金相預(yù)磨機(jī)和金相拋光機(jī)上進(jìn)行磨拋處理。最后在體式顯微鏡上觀察是否有缺陷，然后進(jìn)行硬度和摩擦磨損測試系列實(shí)驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1熔覆層的耐磨性測試

圖1是基體上的摩擦磨損圖。

從圖1觀察到基體上的摩擦系數(shù)在0.55左右，在摩擦開始的5-10min期間摩擦系數(shù)幾乎達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，說明熔覆層經(jīng)過磨拋后仍存在少量的劃痕，10min之后，熔覆層處于穩(wěn)定狀態(tài)，說明選用的基材的組織很均勻。

2.2鎳基熔覆層的耐磨性的測試

由圖2可以觀察到，不同出粉量的得到的熔覆層穩(wěn)定時的摩擦系數(shù)均在0.35左右，出粉量對最終的摩擦系數(shù)幾乎沒有太大的影響，出粉量為30g/min得到的熔覆層在15min左右的摩擦系數(shù)在0.35左右開始穩(wěn)定，出粉量為35g/min得到的熔覆層在25min左右的摩擦系數(shù)在0.35左右開始穩(wěn)定，出粉量為40g/min得到的熔覆層在30min左右的摩擦系數(shù)在0.35左右開始穩(wěn)定，出粉量越大，熔覆層的摩擦系數(shù)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)需要的時間越長，這是由于鎳與碳化物顆粒由于密度不同，在熔覆時容易產(chǎn)生微弱的沉淀現(xiàn)象 ，導(dǎo)致上層幾乎只存在鎳粉形成的熔覆層，摩擦系數(shù)較大。

2.2.2鐵基熔覆層的耐磨性的測試

由圖6可以觀察到，不同出粉量的得到的熔覆層穩(wěn)定時的摩擦系數(shù)均在0.68左右，由于不同出粉量的熔覆層的摩擦系數(shù)均在0-5min內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時間幾乎沒有差別，因此不同出粉量對鐵基碳化物的摩擦系數(shù)幾乎沒有影響。 因?yàn)榛牡哪Σ料禂?shù)為0.55左右，因此，鐵基碳化物的未能提高碳化物的摩擦系數(shù)。

3結(jié)語

鎳基碳化物的摩擦系數(shù)為0.35左右，基材摩擦系數(shù)在0.55左右，鎳基碳化物粉末能有效的提高截齒的耐磨性能，鐵基碳化物的摩擦系數(shù)為0.68左右，未能起到防止截齒的因磨損失效的形式，鎳基碳化粉末更適合提高截齒的綜合性能。

第一作者簡介： 于計(jì)劃（1987-），男，河南商丘人，中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院，主要研究領(lǐng)域：網(wǎng)絡(luò)化，智能制造