煤炭工业中的钎焊技术应用

钎焊在煤炭工业中的应用目前还不广泛，其主要应用是钎焊采煤工具用的钎头和截煤齿。

1.钎头

钎头通常由硬质合金钎刃和钎头体两部分组成。钎刃材料为具有高韧度的硬质合金如YG15、YG11C、YG20、YG8C和YG8等。钎头体则用45钢、40Cr和18CrMnNiMoA等高强钢制造。图22-59所示为我国生产的十字形钎头结构图，其外径最大尺寸为45mm。

图22-59 十字形钎头结构图 Fig.22-59 Structure of a cross drill-bit

对于钎头的钎焊要求：①有较高的钎焊缝强度及抗疲劳冲击韧度；②钎焊过程中应避免硬质合金产生裂纹；③有较高的生产率。

对于中、小型钎头大多采用高频感应钎焊。钎料则选用BCu58ZnMn（HL105）或HL801钎料，后者是在HL105钎料中加入3%～5%的Co，熔点为890℃左右，该钎料韧度和强度有所提高。钎焊温度一般控制在低于900℃，焊后钎头放入280℃的回火炉中缓冷，并进行6h回火处理去除内应力。(www.xing528.com)

对于大型钎头，则采用盐浴浸渍钎焊较多。图22-60所示为国外的一种大型十字形钎头。其外径尺寸为152.4～228.6mm，钎头质量达45～135kg。钎头体材料用空冷或油冷淬火硬化的工具钢。钎料选用BAg-3银钎料。钎焊前钎头体及硬质合金应彻底清洗并涂敷钎剂。为防止钎剂和钎料流失，应将组装好的钎头顶端向上。将钎头预热到约530℃，将钎头浸入熔盐中加热达到奥氏体转变温度的时间。钎头浸入熔盐池时，将尾部向下，其顶部距熔盐液面应保持一定距离，以防止熔盐进入钎焊部位。钎焊部位的加热主要是依靠钎头体的热传导实现，这样可以避免硬质合金片上承受过高的热冲击而产生裂纹，同时使钎焊部位的温度保持在687～815℃的范围，避免了钎料中镉的挥发。盐浴温度为870～900℃±5℃，浴盐为中性的氯化盐（NaCl50%、KCl 50%）。钎头钎焊结束后，采用空冷还是油冷，取决于钎头体所用的钢种。钎头采用盐浴钎焊，可以保证钎头迅速均匀加热和避免氧化，并可将钎焊与热处理合并在一起进行。

图22-60 硬质合金钎头盐浴加热钎焊及淬火硬化Fig.22-60 Dip-brazing Carbide-tipped rock drill followed by air or oil hardening

2.截煤齿

采煤机上的截煤齿是机械化采煤作业的主要工具，年消耗量很大。我国生产的采煤机的截煤齿（截齿）有各种形状、尺寸的系列规格。通常截煤齿由齿体和硬质合金刀头两部分组成，用钎焊将它们连接在一起。齿体材料为30CrMnSi（或35CrMnSi）高强度钢，硬质合金刀头材料主要有YG4C、YG8、YG8C、YG11C和YG13C等硬质合金。钎焊时，将圆柱状硬质合金刀头插入齿体端部加工的齿孔中。一般采用感应钎焊和电阻钎焊两种方法。选用的钎料为HL105或HL801钎料，钎剂为质量分数为30%的硼砂与70%硼酸的混合粉末，用水调成糊状使用。高频感应钎焊时，接头间隙为0.08～0.16mm；电阻钎焊时，接头间隙为0.15～0.25mm较好。钎焊规范：钎焊温度为910～960℃，加热速度为24℃/s，加热时间为40s左右。用HL105钎料感应钎焊后风冷至250℃回火，接头抗剪强度为248～277MPa。目前，截齿在生产过程中有10%～20%的硬质合金刀头先期脱落，引起截煤齿失效的主要因素是钎焊接头抗剪强度不足。采用含钴的HL801钎料能够提高接头抗剪强度，有助减少硬质合金刀头的先期脱落。