採煤機硬質合金截齒齒頭熱疲勞裂紋

採煤機硬質合金截齒在截割煤層時， 截齒以回轉方式推進切割， 需要承受高的壓應力和剪切彎曲應力， 同時，這種載荷是週期性或突發性的衝擊載荷。當熱應力接近硬質合金抗拉強度時， 在該應力的迴圈作用下，齒頭勢必產生熱疲勞裂紋。週期性和突發性載荷以及採煤機硬質合金截齒與煤層劇烈摩擦時產生的摩擦熱造成的衝擊疲勞和熱疲勞龜裂。

截齒割煤是一個斷續切割過程，滾筒旋轉時，截齒半程割煤、半程空轉。割煤半程中，截齒在強大的推進力作用下，壓碎、切割煤層，刀頭與煤壁產生劇烈的摩擦，溫度迅速升高；在空程半程中，由於空氣、噴水的冷卻，溫度迅速下降。這種激熱、激冷使得截齒在承受週期性衝擊載荷的同時還承受著週期性拉壓交變熱應力的作用，最終導致熱疲勞裂紋萌生和擴展即失效截齒齒頭產生典型熱疲勞裂紋 (龜裂)。產生交變熱應力是因為鈷相與WC相的熱膨脹係數不同。由於鈷相的熱膨脹係數比WC相的熱膨脹係數約大三倍，因此當齒頭升溫時，鈷相中將產生很大的壓應力；而當齒頭降溫時，鈷相中則產生很大的拉應力。


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