硬质合金
硬质合金是截齿齿头常用的材料。它是以一种或多种难熔金属的碳化物(如碳化钨 WC、碳化钛 TiC 等)为硬质相,以金属钴 Co、镍 Ni 等为粘结相,通过粉末冶金工艺制成的材料。
碳化钨硬度很高,仅次于金刚石,具有良好的耐磨性和红硬性(在高温下仍能保持较高硬度的性能)。例如,在采煤工作中,截齿齿头的硬质合金可以有效地切割煤层中的矸石等坚硬物质。其硬度一般可以达到 HRA85 - 92 之间,能够承受较大的切削压力。
粘结相金属(如钴)可以使硬质合金具有一定的韧性,防止齿头在受到冲击时发生脆裂。钴含量一般在 3% - 25% 左右,适当的钴含量可以平衡硬质合金的硬度和韧性。当钴含量较高时,硬质合金韧性较好,但硬度会稍有降低;反之,硬度增加,韧性减小。
合金结构钢
齿体一般采用合金结构钢,如 42CrMo 等。42CrMo 钢属于中碳合金钢,它含有铬(Cr)、钼(Mo)等合金元素。
铬元素可以提高钢的淬透性、强度和耐磨性。钼元素能细化晶粒,提高钢的韧性和抗回火软化能力。这种钢材经过调质处理(淬火 + 高温回火)后,具有良好的综合力学性能,屈服强度可以达到 930MPa 以上,抗拉强度可以达到 1080MPa 以上。它能够为齿头提供稳固的支撑,并且在工作过程中承受复杂的交变应力,不易发生变形或断裂。
在一些特殊工况下,如截割高硬度岩石,也会使用强度更高的合金结构钢,如 30CrNiMo8 等,这种钢材的合金元素含量更高,性能更优,可以更好地适应恶劣的工作条件。