1.截齒的失效分析

截齒在切割煤巖時承受高的壓應力、剪切應力和沖擊負荷，煤的硬度雖不很高，但其中經常會遇到煤桿石等硬的礦料，并且在采煤和鑿巖過程中，截齒還有升溫問題，導致齒頂材質軟化，加速了截齒的失效過程。 

1.1刀頭脫落 

當截齒磨損到特定程度后，其齒尖的硬質合金（刀形齒為合金片，鎬形齒為合金頭）將脫落。刀頭脫落的原因主要有兩個方面：

（1）釬焊質量問題，如焊接處存在夾砂、微裂紋以及虛焊等缺陷；

（２）截齒在切到煤巖時承受的強大沖擊負荷，致使缺陷產生應力集中，反復的沖擊，必然導致合金刀頭的松動，Z至脫落。脫落硬質合金刀頭的截齒已經完全失效。 

1.2刀頭碎裂（崩刃）

截齒切割煤巖時在沖擊載荷作用下，刀頭處于高壓應力狀態。若遇到煤巖中堅硬的礦料，在齒刃與煤巖接觸不良處承受高的剪應力，處于拉應力狀態，當拉應力超過合金的強度到某些程度時即發生碎裂，對于刀形齒來說表現為合金片的斷裂，而鎬形齒為鑲嵌刀尖的折斷。合金刀頭碎裂——崩刃后，截齒缺乏銳利的合金齒尖，使切割阻力劇增，Z接影響生產效率的提高，且加劇了截齒的磨損。 

1.3截齒的磨損 

1.3.1磨粒磨損 

截齒在工作過程中，磨粒（煤桿石等）與截齒表面間產生較大的壓應力，帶有銳利棱角并具有合適的迎角的磨粒能切削截齒表面形成顯微切削；如果磨粒不夠尖銳或刺入截齒表面角度不適當，則在截齒表面擠出犁溝，隨著截齒工作時間的延長，磨粒反復對截齒表面推擠，產生嚴重的塑性變形流動，使得表面下層塑性發生相互作用，導致望變區內位錯密度增加，導致變形材料表面產生裂紋，裂紋擴晨，截齒表面形成薄片狀磨屑。而且煤層中存在腐蝕性介質與截齒表面發生化學反應，而造成表層材料腐蝕，機械性能下降，并使表層金屬與基體材料結合力降低，加快了截齒材料表層的磨損。

1.3.2熱疲勞磨損 

截齒在切割煤巖時，承受高的間歇式的沖擊載荷，為了分析其對截齒表層的破壞，可將沖擊載荷分解成法向力和切向力。法向力和切向力通過接觸點作用傳遞到截齒次表層，在這些力的作用下，截齒表面上較硬的微凸點將變形，反復擠壓導致附近軟表面產生塑性流動并在截齒亞表層形成積累。同時截齒在切削煤巖時，由于磨損熱使刀頭磨損表面產生６００－８００Ｃ的高溫，而截齒切削煤巖是周期性的回轉運動，故升溫是交變的，當刀頭接觸煤巖時升溫，離開煤巖時降溫，使截齒齒頂產生高溫回火，其組織一般為回火索氏體和鐵素體，其硬度下降５０％，力０速了截齒的磨損。由于截齒表層溫度的不斷變化，材料表層進一步軟化，導致望變區內出現波浪式塑性流動和位錯密度增加，反復的彈望變形，又使位錯集中，繼而在表層出現橫向微裂紋。

大量的調研表明，各礦用截齒的失效各不相同，軟質煤或夾好少的各礦，截齒失效以多次磨損為主，硬質煤或夾好多的各礦多以合金頭崩碎、丟失和刀桿折斷為主。

一般來說，被磨材料的硬度與抗磨料磨損性能成正比，但在復雜的工況的條件下，高硬度不特定對應高的不易磨損性，尤其在受沖擊載荷時更是這樣。同時在截齒的磨損失效過程，材料的硬度和磨料的硬度都不是一個準確值，因為材料中可能存在軟的部分（如硬質合金中的粘結相，刀體中的鐵素體相），軟磨料中也可能存在硬的粒子（如煤中的黃鐵礦、石英等），煤實際上是一種混合磨料，其中軟磨料對截齒表面反復擠壓導致材料的疲勞磨損，而硬磨料則Z接犁切截齒表面。 

2、那么針對這些問題都有什么應對辦法呢，下面就讓我們一起來探討一下：

（1）由于截齒在切割煤巖時承受高壓應力、剪切應力和沖擊負荷，因此，在保證截齒表面足夠的不易磨損性的同時，要注意截齒材料的韌性，以提高截齒的綜合機械性能，延長截齒的使用壽命。

 （２）改進截齒齒體與齒頭的復合形式。傳統的截齒采用釬焊工藝，存在齒體與齒頭的硬度梯度較大（ＨＲＣ３０—７０）和釬焊焊縫強度低等缺陷。采用鎮鑄工藝，刀頭硬質合金與截齒體產生熔合層，解決了硬質合金與截齒體間的聯接問題，大大提高了固接強度，而且鑄鋼往往具有二次硬化效應，在保持齒頭高硬度的同時，基體具有較高沖擊韌性，能夠滿足整體性能要求。

 （３）正確的選用截齒的類型。鎬型齒適用于層理、節理發達或含夾石的脆性煤巖，而刀形齒適用于切割堅韌以及層理和節理不發達的煤巖。同時在煤質軟和夾杯少的地方，使用齒體硬度高些（如ＨＲＣ５２），幾值相應低些的截齒，相反，則應考慮提高材料的塑性和韌性（凡９８０—１００）／ｃｍ‘），稍微降低一些硬度（如ＨＲＣ３８—４３）。 

（４）采用塑、韌性較好的硬質合金刀頭。為了防止截齒的碎裂和提高不易磨損性，昊泉截齒以韌性較好的鋼結硬質合金為刀頭材料采用電弧焊將刀頭焊在刀體上的新工藝，經使用試驗，刀頭沒有發現碎裂以及崩刃，焊縫的抗剪切強度大大提高