随着大型采掘机械在煤矿采掘、隧道盾构、沟槽挖掘、公路设施以及航道疏浚等恶劣工况施工领域中的广泛应用,截齿作为截割岩层的关键工具而受到广泛关注,按现有生产工艺生产的硬质合金截齿存在耐磨性差、齿头易脱落等问题,导致施工过程中截齿频繁更换。因此,开发高性能截齿成为一个研究课题。
1. 电镀型
应用复合电镀工艺在工具表面镀覆金刚石耐磨层是提高工具耐磨性的有效途径,目前在电镀金刚石地质钻头、电镀金刚石切割锯片、电镀金刚丝锯、电镀金刚石切削刀具等方面得到了广泛的应用。由于避免了金刚石工具在高温烧结时氧化或石墨化的缺点,可有效实现金刚石镀层的高耐磨性和基体的高韧性的结合,因此也成为提高截齿性能的重要途径。电镀法制备的金刚石工具普遍存在镀层胎体金属与金刚石颗粒间结合力低的问题,致使金刚石颗粒受到力的作用时,容易产生松动脱落的情况,导致其使用寿命缩短。
2. 热稳定复合片型热稳定性聚晶金刚石是指采用微米级的单晶金刚石烧制而成,在高温1200摄氏度下能保持原有物理机械性能的聚晶金刚石,它不需要硬质合金做衬底,其粘结剂不是采用钴,而是采用低熔点的硅合金,或者不用任何粘结剂在高温、高压下直接烧结。
3.强化柱齿型
过渡层结构由表及里弹性梯度和热膨胀梯度逐渐均匀变化,因此,柱齿内部的残余应力降低,冲击韧性提高,复合层脱落现象减少。在水电工地 致密砂岩中与硬质合金钻头进行对比实验表明,金刚石强化柱齿钎头寿命较硬质合金提高了20倍,效率提高25%,显示了其高效掘进的优越性。
4.孕镶型
金刚石孕镶截齿是一种采用钢体齿身和齿头混料直接通过粉末冶金的方法,利用热压工艺烧结而成的高性能截齿。齿头以金刚石粉为主要耐磨混料,其实用性能较硬质合金截齿有了大幅度的提高。
5.热稳定性型
热稳定性聚晶金刚石是只采用微米级的单晶金刚石烧结而成,在高温(1200摄氏度)下能保持原有物理机械性能的聚晶金刚石。他不需要硬质合金做底衬。