基于激光熔覆的截齿性能实验研究

【摘 要】截齿是煤矿中常用的切煤刀具，截齿失效主要是磨损，因此对截齿耐磨性能研究非常有意义。

【关键词】 激光熔覆 截齿 耐磨性能

引 言

采煤机截齿是煤矿机械中的常用易损件。对截齿性能的提升将有助于煤矿开发工程的应用。

1实验方法

1.2实验方法

实验前，将42CrMo的钢板加工成单道熔覆的样块，然后将表面的氧化物和残渣使用砂轮机磨出金属光泽，在使用工业酒精进行擦拭。将粉末放到烤箱中，烤箱温度设置为120度，烘烤时间为1个小时，目的是除去粉末中的水分以防止实验过程中粉末堵塞粉嘴。实验时将样块固定在试验台上，启动实验设备，设定相应的实验参数，采用同步送粉的方式分别将镍基合金粉和铁基合金粉粉末熔覆到基材上。实验结束后，用毛刷除去熔覆层表面的残渣，然后把样块在电火花线切割机上切下试样，经过金相镶嵌机镶嵌后，在金相预磨机和金相抛光机上进行磨抛处理。最后在体式显微镜上观察是否有缺陷，然后进行硬度和摩擦磨损测试系列实验。

2.实验结果与分析

2.1熔覆层的耐磨性测试

图1是基体上的摩擦磨损图。

从图1观察到基体上的摩擦系数在0.55左右，在摩擦开始的5-10min期间摩擦系数几乎达到稳定状态，说明熔覆层经过磨抛后仍存在少量的划痕，10min之后，熔覆层处于稳定状态，说明选用的基材的组织很均匀。

2.2镍基熔覆层的耐磨性的测试

由图2可以观察到，不同出粉量的得到的熔覆层稳定时的摩擦系数均在0.35左右，出粉量对最终的摩擦系数几乎没有太大的影响，出粉量为30g/min得到的熔覆层在15min左右的摩擦系数在0.35左右开始稳定，出粉量为35g/min得到的熔覆层在25min左右的摩擦系数在0.35左右开始稳定，出粉量为40g/min得到的熔覆层在30min左右的摩擦系数在0.35左右开始稳定，出粉量越大，熔覆层的摩擦系数达到稳定状态需要的时间越长，这是由于镍与碳化物颗粒由于密度不同，在熔覆时容易产生微弱的沉淀现象 ，导致上层几乎只存在镍粉形成的熔覆层，摩擦系数较大。

2.2.2铁基熔覆层的耐磨性的测试

由图6可以观察到，不同出粉量的得到的熔覆层稳定时的摩擦系数均在0.68左右，由于不同出粉量的熔覆层的摩擦系数均在0-5min内达到稳定状态，达到稳定状态的时间几乎没有差别，因此不同出粉量对铁基碳化物的摩擦系数几乎没有影响。 因为基材的摩擦系数为0.55左右，因此，铁基碳化物的未能提高碳化物的摩擦系数。

3结语

镍基碳化物的摩擦系数为0.35左右，基材摩擦系数在0.55左右，镍基碳化物粉末能有效的提高截齒的耐磨性能，铁基碳化物的摩擦系数为0.68左右，未能起到防止截齿的因磨损失效的形式，镍基碳化粉末更适合提高截齿的综合性能。

第一作者简介： 于计划（1987-），男，河南商丘人，中原工学院机电学院，主要研究领域：网络化，智能制造