Joitakin näkemyksiä kauhan hampaista

Korkean mangaani- ja seosteräskomposiittimateriaalin vahvan sitkeyden ansiosta pinnalle voidaan lisätä kulutusta kestävä ja kova seos, mikä parantaa huomattavasti kauhan hampaan pinnan lujuutta ja antaa ihanteellisemman kauhan hampaan. Koska kuivuuskestävyydessä on vahvat periaatteet, materiaaliin tulisi valita kovia ja kulutuskestäviä päällyshitsausseoksia.
Asiaankuuluvien tutkimusten mukaan runsasrautaisella seoksella on vahvempi kulutuskestävyys kuin runsasmangaaniteräksellä, ja runsasrautaista seosta tai martensiittista valurautaseosta käytetään uusien kauhan hampaiden valmistuksessa ja vanhojen kauhan hampaiden korjauksessa. Korjauskäsittelyssä asetyleeniliekki voidaan leikata vanhan kauhan hampaan kärjellä jättäen tietty ura, ja sitten austeniittisella mangaaniteräksellä hitsata hitsauspuikolla alkuperäiseen muotoonsa ja lopuksi pinta hitsataan, mikä parantaa suurten kaivinkoneiden kulutuskestävyyttä kaivoksissa.

Ensinnäkin leikkausmekanismi
Kun kauhan hammas reagoi kallion (malmin) kanssa suuren iskukuormituksen alaisena, se on kosketuksissa kallion (malmin) pintaan ja tuottaa suuren iskuvoiman. Jos kauhan hampaan materiaalin myötölujuus on alhainen, kauhan hampaan kärki aiheuttaa tietyn plastisen muodonmuutoksen, joka helpottaa muovivaon muodostumista. Toisaalta, kun kauhan hammas työnnetään kallioon (malmiin) ja kauhan hampaan kovuus on alhaisempi kuin kallion (malmin) kovuus, kivihiukkaset työntyvät kauhan hampaan pintaan, jolloin muodostuu pitkiä, käyrän tai spiraalin muotoisia lastuja, jotka muodostavat leikkausuran, johon voi liittyä mikrolastuja. Leikkausvaikutuksen ja suuren muodonmuutoksen vuoksi siru tuottaa suuren määrän muodonmuutosta aiheuttavaa latenttia lämpöä, lähellä ja siististi järjestettyjä liukumisvaiheita, ryppyjen muodostumista. Lisäksi sen kitka kallion (malmin) kanssa tuottaa kitkalämpöä. Muodonmuutoksen latentti lämpö ja kitkalämpö yhdessä aiheuttavat sirun lämpötilan jyrkän nousun, dynaamisen uudelleenkiteytymisen, karkaisun pehmenemisen ja dynaamisen faasimuutoksen, mikä muuttaa sirun sisäistä rakennetta. Joissakin tapauksissa esiintyy myös paikallisia sulamisilmiöitä.
Toiseksi, väsymyskuorintamekanismi
Kauhan hammas työnnetään kallioon (malmiin) edestakaisin liikkumaan, ja pinnalle muodostunut muovinen aurausura murskaantuu nousun aikana useita kertoja kivihiukkasten vaikutuksesta, mikä voi muodostaa metallisen monivirtauspöydän. Halkeamia ja hauraita halkeamia syntyy, kun kauhan hampaan materiaalin jännitys ylittää lujuusrajan. Ensimmäinen halkeilee kohtisuoraan kulumissuuntaan nähden ja toinen halkeilee tai repeytyy kulumissuuntaan nähden, ja etupuolella on sileät uritetut raidat, takapuolella litteämmät ja sivuilla päällekkäiset raidat, jotka muodostuvat murskaavan muodonmuutoksen seurauksena. Jos kivi on kulmikas, se leikkaa muodonmuutoskerroksen ja muodostaa roskia, jotka ovat litteitä ja hilseileviä ja karkeita. On myös tilanne, jossa kauhan hammas ja kivi toistuvasti vaikuttavat toisiinsa, kauhan hampaan plastinen muodonmuutos aiheuttaa voimakkaan muokkauslujittumisen, jolloin kauhan hampaan pinta haurastuu. Kiven voimakkaan iskun alaisena hampaan pintaan muodostuu hauraita sirpaleita, ja sen pinnalla on eri syvyisiä säteittäisiä halkeamia. Tämä hauras halkeiluominaisuus on myös yksinomaan väsymismurtumismekanismi. Kulumismurtumismekanismi liittyy materiaaliin ja työolosuhteisiin, mukaan lukien pääasiassa leikkaus, väsymiskuoriutuminen ja muut mekanismit. Yleisesti ottaen leikkausmekanismi hallitsee kauhan hampaiden kulumismurtumisprosessia ja saavuttaa yli 70 %:n arvon. Kauhan hampaiden kovuuden kasvaessa väsymiskuoriutumismekanismi kasvaa vähitellen ja on 20–30 %. Kun materiaalin kovuus saavuttaa ylärajan, hauraus lisääntyy ja voi esiintyä haurasta lohkeilua. Leikkausmekanismin hallitsemissa työolosuhteissa kauhan hampaiden materiaalin kovuuden parantaminen edistää sen kulutuskestävyyden parantamista. Väsymiskuoriutumismekanismi edellyttää materiaalilta hyvää kovaa ja sitkeää istuvuutta.Korkea kovuus, korkea murtumissitkeys, alhainen halkeamien kasvunopeus ja korkea iskunkestävyys parantavat kaikki materiaalien kulutuskestävyyttä.


Julkaisun aika: 27. kesäkuuta 2023