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    斗齒的磨損失效機制

    2017-5-16 18:44:11作者:admin來源:斗齒閱讀次數:關閉本頁

    一、切削機制

    斗齒在高沖擊載荷下與巖石(礦石)等作用時,一方面與巖石(礦石)表面接觸而產生較大的沖擊力,若斗齒材料的屈服強度較低,則斗齒尖部產生一定的塑性變形,易形成塑變犁溝。另一方面在斗齒插入巖石(礦石)中時,若斗齒硬度低于巖石(礦石)硬度,巖石(礦石)顆粒被推進斗齒表面,會產生呈彎曲狀或螺旋狀的長條切屑,形成切削溝槽,同時又可能伴隨顯微切削碎屑產生。切屑由于剪切作用而大量變形,產生大量變形潛熱,出現緊密且整齊排列的滑移臺階,形成折皺,另外,其與巖石(礦石)的摩擦作用產生摩擦熱,變形潛熱與摩擦熱的綜合作用使切屑溫度驟升,出現動態再結晶、回火軟化、動態相變等,改變了切屑的內部組織結構,有的還出現局部熔化現象。

    二、疲勞剝落機制

    斗齒插入巖石(礦石)中做往復運動,其表面形成的塑變犁溝經巖石顆粒對隆起部位進行多次碾壓,可形成金屬多次流動臺,當斗齒材料受到的應力超過強度極限時會產生裂紋脆裂為碎屑。碎屑一是垂直于磨損方向裂開,二是沿著磨損方向裂開或被撕裂下來,其正面為平滑的溝槽條紋,背面較平整,側面為碾壓變形形成的重疊條紋。若巖石帶有棱角則會剪切變形層而形成碎屑,呈扁平薄片狀,邊緣粗糙。還有一種情況,當斗齒與巖石反復作用時,斗齒產生塑性變形而引起很高的加工硬化作用,使斗齒齒面脆性增大,在巖石的強烈撞擊下,斗齒齒面會形成脆裂碎屑,其表面有深淺不一的放射狀裂紋。這種脆裂特征嚴格說也是疲勞剝落機制。

    磨損失效機制與材質及工況條件有關,主要有切削、疲勞剝落等機制。一般而言,切削機制在斗齒的磨損失效過程中占主導地位,達7O以上;隨斗齒硬度的提高,疲勞剝落機制逐漸增加,占2O~3O;當材料硬度達到上限時,脆性升高,可能發生脆性碎裂。對于以切削機制為主的工況,提高斗齒材料的硬度有利于提高其耐磨性;對于疲勞剝落機制而言,要求材料具有良好的硬韌性配合;高硬度、高斷裂韌度、低裂紋擴展速率及高沖擊疲勞抗力都有利于提高材料的耐磨性。

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