名詞定義
截齒中文名稱：截齒
英文名稱：pick;bit
其他名稱：刀齒
定義：採掘機械切割煤和岩石的刀具，包括“扁截齒(flat pick)”、“錐形截齒(conical pick)”;“徑向截齒(radial pick)”、“切向截齒(tangential pick)”等。
套用學科：煤炭科技（一級學科）；礦山機械工程（二級學科）；採煤機械（二級學科）
採煤機用
型號：U82/U84/U85/U92/U94/U95/U170；
用途：與採煤機配套使用，適用於煤礦開採。
掘進機用
截齒型號：U75/S100/S120/S150/S135/U47
用途：與掘進機配套使用，適用於巷道掘進。
失效形式
硬質合金頭脆裂
1. 硬質合金頭質量問題，國產硬質合金頭中含有石墨雜質，晶粒分布不均勻，部分硬質合金中有裂紋存在，在衝擊載荷的作用下，截齒刀頭處於高應力狀態，當遇到堅硬的煤岩，高壓應力超過硬質合金的強度極限時便發生脆裂。如果硬質合金中Co元素含量不足，導致韌性不足，在衝擊載荷的作用下，硬質合金刀頭也容易脆裂。2. 釺焊殘餘應力大，國產截齒多採用銅鋅釺料，其焊接溫度達到920攝氏度以上，硬質合金、釺料、基體金屬間膨脹係數差別很到，冷卻時3種材料收縮程度不同，其中銅收縮量最大，基體金屬次之，硬質合金最小，這樣必然在硬質合金與釺料，釺料與基體金屬間存在很大的拉應力，導致焊縫強度下降，截割時受到強大的衝擊力負荷，導致硬質合金頭脆裂。
截齒的磨損
1.磨料磨損。國產合金中有的合金元素含量達不到要求，含有石墨雜質，晶粒分布不均勻，孔隙多，組織不均勻，這是造成硬質合金頭磨損的主要原因；齒體材料質量性能不穩定，熱處理過程控制不當是造成齒體磨損的原因。2.紅硬性較低導致的磨損。紅硬性是指道具材料在高溫下保持高硬度的能力。理論上硬質合金可以在800-1000℃的高溫下保持高硬度，但由於國產硬質合金的生產存在一些現實問題使得截齒的紅硬性較低。截齒在截割煤岩時，刀頭表面溫度可達600-800℃，其硬度下降50%左右，材質的軟化加速了截齒的磨損。
硬質合金頭易脫落
由於焊接和形狀設計的原因，導致合金頭脫落。
高錳鋼系列、抗磨鉻鑄鐵系列、耐磨合金鋼系列、奧貝球鐵（ADI）系列、各類非金屬耐磨材料和各類複合或梯度材料及硬質合金材料。如碳化鉻複合材料（Cr2C3+Q235）、高能離子注滲碳化鎢材料（WCSP）、高韌硬質合金（YK25.6）等。
目前常用煤截齒堆焊次耐磨材料主要是馬氏體和高鉻堆焊合金，對於馬氏體堆焊合金（D317，D327，DG7等）耐磨性主要決定於堆焊層中Fe-Cr-Mo-C固溶所形成的馬氏體來抵抗磨損。但是馬氏體的纖維硬度（800Hv）遠遠低於無聊的顯微硬度（2400Hv），且堆焊層中無耐磨碳化物存在，因此使用效果不是很理想。高鉻Fe-Cr-C合金系（D688，D638等），依靠堆焊層中形成的CrC3作為耐磨硬質相抵抗磨損，與馬氏體合金相比由於具有碳化物，因此耐磨性能有了提高，但是此類堆焊合金焊後表面會開裂，在煤截齒工作中遇到衝擊焊縫會脫落。另外，CrC3纖維硬度僅為1500Hv，遠低於SiO2和Al3O2顯微硬度，磨損仍很嚴重，使用效果也不是很理想。
北京固本科技研發的新型耐磨堆焊材料—碳化鈮，煤截齒鋼機表面堆焊上一層碳化鈮硬質合金，以獲得與基體呈冶金結構的堆焊耐磨層。碳化鈮密集分布在鐵基馬氏體和殘留奧氏體上，保護集體不受磨損，堆焊層的高硬度硬質合金以及大量起到耐磨骨架作用的金相組織，使堆焊層具有較高的耐磨性。耐磨堆焊層的平均顯微硬度為580HV，洛氏硬度為54HRC，最高硬度可達到68HRC。碳化鈮形狀近似長約5微米的正方形，不會貫穿整個焊縫，因此對堆焊基體的割裂作用小，提高焊縫韌性。
截齒的熱處理工藝
截齒釺焊及熱處理工藝研究截齒的釺焊及熱處理工藝是保證強力截齒質量和壽命的關鍵技術之一。目前國內截齒的生產工藝一般為以下2種:
(1)截齒體加工成形 →釺焊硬質合金頭 →鹽爐加熱 →硝鹽等溫淬火 →回火。
(2)截齒體加工成形 →鹽爐加熱 →硝鹽等溫淬火 →清洗 →釺焊硬質合金頭 →回火。第1種生產工藝,釺焊硬質合金頭後鹽爐加熱再硝鹽等溫淬火。截齒體的硬度得到了保證,但硬質合金頭在釺焊和硝鹽等溫淬火這一過程中,都經過了2次加熱,從而使硬質合金頭脆化,使截齒在使用過程中因硬質合金頭崩裂和硬質合金頭與截齒體焊接的開裂而大大縮短截齒的使用壽命。第2種生產工藝,硝鹽等溫淬火後釺焊硬質合金頭,雖然焊縫的質量和硬質合金頭的質量得到了保證,但截齒體頭部的硬度卻下降了,導致截齒體頭部耐磨性大大降低,使得截齒在使用過程中硬質合金頭過早脫落,同樣也縮短了截齒的使用壽命。為此,採用截齒真空爐釺焊與熱處理同時一次加熱,使釺焊好的截齒直接進行淬火的工藝。
該工藝具有以下顯著特點:
(1)採用真空爐加熱釺焊,避免了釺焊過程中釺焊表面與空氣接觸產生氧化,可使熔化的液態釺料與釺焊表面直接接觸,產生濕潤的填縫,以獲得優質的釺焊質量。
(2)使釺焊好的截齒不經空冷直接淬火,避免了二次加熱問題,又提高了齒體的綜合機械性能。截齒的真空釺焊工藝流程為:清洗截齒體待焊部分、釺料和硬質合金刀頭 →烘乾 →裝填焊料、硬質合金刀頭 →將截齒裝入夾具內 →入爐加熱 →冷卻。
焊接設備
焊接是通過加熱、加壓，或兩者並用，使兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接套用廣泛，既可用於金屬，也可用於非金屬。
常用的截齒焊接設備有以下幾種
超音頻感應加熱設備80kw超音頻感應加熱設備的技術參數：
| 型號 | WH-VI-80 | 輸入功率 | 80KW |
| 輸入電壓 | 342V-430V | 水溫保護點 | 50℃ |
| 振盪頻率 | 15-35KHZ | 冷卻水壓 | 0.1-0.3Mpa |
| 冷卻水流量（主機） | 28L/min（0.3mpa） | 冷卻水流量（變壓器） | 20L/min（0.3mpa） |
| 主機體積 | 650×520×1100mm3 | 變壓器體積 | 500×800×580mm3 |
| 主機重量 | 80±5%kg | 變壓器重量 | 77±5%kg |
高頻感應加熱設備60Kw高頻感應加熱設備技術參數
| 型號 | WH-VI-60 | 輸入功率 | 60KW |
| 輸入電壓 | 342V-430V | 最大輸入電流 | 90A |
| 冷卻水流量（主機） | 25L/min（0.1mpa） | 冷卻水流量（變壓器） | 18L/min（0.1mpa） |
| 振盪頻率 | 15-35KHZ | 冷卻水壓 | 0.1-0.3Mpa |
| 主機體積 | 590×450×780mm3 | 變壓器體積 | 420×355×450mm3 |
| 主機重量 | 65±5%kg | 變壓器重量 | 50±5%kg |
中頻感應加熱設備160Kw中頻感應加熱設備技術參數
| 輸入功率 | 160KW | 工作電壓 | 342-430V |
| 振盪頻率 | 2-4KHz | 進水口水壓 | 0.2-0.5Mpa |
| 主機體積 | 810*530*1780 | 分機體積 | 500*800*580 |
| 水溫保護點 | 50℃ | 機身顏色 | 灰色+白色 |
焊接已成為現代工業中一種不可缺少，而且日益重要的加工工藝方法。因此感應加熱設備的發展也是日益壯大。選用好的加熱設備，能使工作事半功倍。
