硬質(zhì)合金截齒是由硬質(zhì)合金球齒釬焊與合金結(jié)構(gòu)鋼上構(gòu)成的，一般用于采煤機(jī)直接切割、采掘煤炭，因此也被稱為硬質(zhì)合金煤截齒。

原理

截齒以沖擊回轉(zhuǎn)的方式在煤層中推進(jìn)切割，需要同時(shí)承受高壓應(yīng)力和剪切彎曲應(yīng)力。而這是周期性與交變性的沖擊載荷，在挖掘過程中截齒與煤層還會(huì)發(fā)生劇烈的摩擦而產(chǎn)生摩擦熱，在整個(gè)磨損過程中還有可能伴隨著局部屈服、接觸疲勞、腐蝕以及斷裂等多種力學(xué)行為。

失效

在煤層掘進(jìn)的過程中，由于沖擊載荷的作用表面處于高壓應(yīng)力狀態(tài)，硬質(zhì)合金截齒發(fā)生崩塊。因?yàn)槊簩拥刭|(zhì)的不確定性，齒頭在掘進(jìn)時(shí)不能夠與煤層保持完全良好的接觸狀態(tài)，且煤層中夾雜著一定的矸石，這也會(huì)使得接觸不良甚至是不發(fā)生接觸的區(qū)域不可避免地增多。這樣的應(yīng)力狀態(tài)在交變載荷的作用下容易產(chǎn)生沖擊疲勞和熱疲勞裂紋。此外，齒頭表面或內(nèi)部的微管缺陷也會(huì)造成應(yīng)力集中而使硬質(zhì)合金截齒發(fā)生損壞。

優(yōu)化

針對(duì)硬質(zhì)合金截齒的失效形式與其所產(chǎn)生的原因，可以通過調(diào)整合金的粒徑、成分以及配比來提高其使用性能。首先，Co的含量不能太低，因?yàn)槠淠苡行岣呖篃崞谀芰Α⒃鰪?qiáng)合金的可塑性、松弛應(yīng)力等。但是Co含量的增加在一定程度上會(huì)影響耐磨性，根據(jù)煤層的硬度，一般控制在8%-13%之間，質(zhì)地硬時(shí)Co含量適當(dāng)增加。其次是WC粒徑的選擇以及配比，細(xì)晶WC顆粒總表面積減小，比表面積增大，其Co的平均自由程得到提高，相當(dāng)于簡介提高了Co含量，著有利于合金斷裂韌性的改善。為了強(qiáng)化Co相，采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囈彩且环N相對(duì)有效的方法，利用Co所存在的多型性轉(zhuǎn)變產(chǎn)生其他物相來增強(qiáng)面心立方鈷，從而達(dá)到強(qiáng)韌化硬質(zhì)合金截齒的目的。