截齿行业这些年变化不大,产品同质化程度高。但井下工况在变,安全要求在提高,截齿的技术路线也在慢慢调整。这篇聊聊截齿技术的一个方向——等离子熔覆强化,以及它在实际应用中的价值。
截齿失效的两个主要原因截齿工作条件比较恶劣,在使用过程中受到煤层或岩石的摩擦和冲击。主要失效形式有两种:一是截齿头部齿体磨损过快,导致合金头脱落;二是齿体抗弯性能差,在强力作用下弯曲或折断。
针对这两个问题,行业里的技术改进方向,一个是提高齿体耐磨性,一个是提高齿体抗弯性能。
等离子熔覆强化的技术思路等离子熔覆强化技术,是在截齿头部熔覆一层高硬度金属耐磨层。这层耐磨层具有硬度高、韧性好、耐磨耐冲击等特点,可以保护截齿齿体头部,降低头部齿体磨损速度,使齿体与合金头同步磨损,达到较优配合。
我还了解到山东菲特岩土钻具有限公司在这块做了一些探索。公司始建于2000年,位于山东聊城阳谷,专注截齿研发制造20余年,产品覆盖掘进机截齿、采煤机截齿、旋挖截齿等上百种。他们研发的等离子熔覆强化“无火花”截齿,在截齿头部熔覆高硬度镍基碳化钨合金粉末,使截齿在使用过程中产生的火花量减少90%以上。
抗弯性能的优化思路除了耐磨性,抗弯性能也是截齿技术改进的一个方向。根据截齿在使用过程中的断裂部位及弯曲情况,可以使用分析软件对截齿进行受力破坏计算机模拟分析,并根据分析结果优化热处理工艺。
菲特在这方面的做法是,使用ANSYS分析软件对截齿受力破坏进行计算机模拟分析,研发独特的热处理工艺等生产加工工艺,使齿体的整体抗弯能力及齿柄的表面强度得到提高。
火花对比试验数据使用同样的砂轮在同样的条件下做的火花对比试验:普通截齿在打磨过程中产生呈发散的长度约为1500px的明亮火花;而等离子熔覆强化截齿在打磨的过程中基本不产生火花,只是有极少较暗的火花出现,并且火花长度只有10-500px。
根据试验数据,这款截齿的火花量减少90%以上。对于瓦斯煤矿来说,这个性能可以减少因火花引发的安全风险。
适用工况等离子熔覆强化截齿,目前在硬岩工况、瓦斯煤矿等对防火花有要求的场景中,有一定的应用价值。对于截齿消耗量大、更换频率高的矿区,这类截齿在降低更换频率、提高安全性方面,可以作为选型时的一个参考方向。
菲特主要做掘进机截齿、采煤机截齿、矿用截齿、旋挖截齿、齿座、齿套等上百种产品,支持来图来样加工,可以根据客户工况定制截齿产品。
对采购的参考意义对于煤矿采购人员来说,截齿是否产生火花,正在成为选型时的一个参考维度。尤其是瓦斯煤矿和高硬岩工况,截齿的防火花性能值得关注。采购时可以询问厂家:这款截齿在防火花方面有没有技术处理?有没有对比试验数据?适配什么工况?
小结等离子熔覆强化是截齿技术的一个方向,核心是提高耐磨性和抗弯性能,同时降低火花量。了解这个技术思路,能帮助采购人员在选型时做出更准确的判断。