Горные резцы представляют собой одну из быстроизнашивающихся деталей, применяемых в угледобывающем и проходческом оборудовании, и служат основными инструментами для добычи и разрушения угля.
2026-05-26
Основные материалы: Анализ как импортных, так и отечественных режущих резцов, используемых в настоящее время на различных угольных шахтах страны, показывает, что корпуса этих инструментов преимущественно изготавливаются из таких марок стали, как 42CrMo и 35CrMnSi. Кроме того, на некоторых угольных шахтах начали внедрять новый отечественный материал — квазибейнитную сталь серии Si-Mn-Mo. **Процесс термической обработки:** Отраслевые стандарты для режущих резцов, применяемых в угольной промышленности, устанавливают, что корпус резца должен обладать твердостью 40–45 HRC и ударной вязкостью не менее 49 Дж/см². В процессе производства материал корпуса резца в обязательном порядке подвергается термической обработке, что позволяет гарантировать соответствие — или даже превышение — заданных параметров механических свойств.
Режущие резцы относятся к категории быстроизнашивающихся элементов в составе горнодобывающего и проходческого оборудования; они выступают в качестве основных рабочих органов, отвечающих за отделение и разрушение угольного массива. Следовательно, эксплуатационные характеристики этих резцов оказывают непосредственное влияние на производительность горной техники, эффективность энергопотребления, стабильность работы оборудования, а также на срок службы других сопряженных узлов и деталей.
Существует множество разновидностей режущих резцов; тем не менее, их общая конструктивная схема, как правило, предусматривает наличие корпуса из низколегированной стали, прошедшего процедуры закалки и отпуска...
На корпус резца, изготовленный из конструкционной стали, методом пайки закрепляется твердосплавная напайка. В процессе эксплуатации резец подвергается воздействию интенсивных циклических сжимающих и сдвиговых напряжений, а также ударных нагрузок.
К основным видам отказов резцов относятся отрыв напайки, ее выкрашивание, а также износ как самой напайки, так и корпуса резца; при определенных условиях эксплуатации причиной выхода резца из строя также часто становится разрушение его корпуса. Поскольку механические свойства материала корпуса напрямую определяют срок службы резца, рациональный выбор этого материала — в сочетании с эффективными методами термической обработки — имеет существенное положительное значение. В частности, это позволяет минимизировать износ и разрушение корпуса, снизить расход резцов на угледобывающем оборудовании, повысить эффективность его эксплуатации и увеличить общую экономическую выгоду от добычи угля.
При разрушении угля и горных пород резцы подвергаются воздействию интенсивных циклических сжимающих и сдвиговых напряжений, а также ударных нагрузок. Хотя твердость самого угля относительно невысока, в процессе резания часто встречаются более твердые минеральные включения, такие как пустая порода. Кроме того, трение и удары, возникающие в процессе резания, могут приводить к повышению температуры резца. Следовательно, для резцов, работающих в столь сложных условиях, материал корпуса должен обладать одновременно высокой износостойкостью и превосходной ударной вязкостью. Как правило, корпуса резцов изготавливают из низколегированной конструкционной стали.
[Сталь марки 42CrMo] Этот материал характеризуется высокой прочностью, хорошей прокаливаемостью, отличной вязкостью, минимальной деформацией при закалке, а также высокой стойкостью к ползучести и разрушению при повышенных температурах. После термической обработки сталь 42CrMo демонстрирует высокий предел усталости и устойчивость к воздействию многократных ударных нагрузок; кроме того, она обладает отличной ударной вязкостью при низких температурах.
[Сталь марки 35CrMnSi] — это материал, отличающийся превосходной прокаливаемостью; после прохождения соответствующей термической обработки он демонстрирует выдающееся сочетание механических свойств — включая прочность, твердость, вязкость и усталостную прочность, — что позволяет ему выдерживать сложные условия эксплуатации, характерные для угледобывающих работ.
Пластинчатые режущие резцы
[Квазибейнитная сталь серии Si-Mn-Mo] представляет собой инновационный материал, разработанный отечественными научно-исследовательскими учреждениями специально для изготовления корпусов режущих резцов. Его отличительной особенностью является рационально спроектированный химический состав, обеспечивающий отличную технологичность в процессе термической обработки; после обработки прочность, вязкость и износостойкость данной стали полностью удовлетворяют требованиям к механическим характеристикам, предъявляемым к режущим резцам.
Для эксплуатации в условиях, характерных для режущих резцов, пригодны также многие другие марки стали; следовательно, в процессе производства выбор оптимального материала для корпуса резца может осуществляться с учетом конкретного типа резца и специфических условий его эксплуатации.
