Eine Spitzhacke ist eine hochmoderne Maschine zum Kohleabbau und Tunnelbohren in Kohlebergwerken. Die Vor- und Nachteile der Qualität einer Spitzhacke wirken sich direkt auf die Effizienz der Maschine und die Produktionskosten der Unternehmen aus. Mit der steigenden Nachfrage nach Energie, insbesondere nach Kohle, müssen zur Verbesserung der Bergbaueffizienz die Leistung der Kohlebergbaumaschinen weiter gesteigert und die Qualität der Spitzhacken immer höher werden. Da das Material der Spitzhacken für Kohlebergbaumaschinen eine hohe Festigkeit, Härte und Abriebfestigkeit sowie eine hohe Biegefestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, um Brüche, Verbiegungen, Verformungen und vorzeitigen Verschleiß der Spitzhacken während des Einsatzes zu verhindern.

Die allgemeine Einteilung von Bergbau-Meißeln erfolgt in: Kohlebergbauzähne, Grabzähne, Drehgrabzähne usw.

Übliches Material für Bergbau-Spitzhacken

Derzeit sind im In- und Ausland häufig verwendete Legierungsreihen für Bergbau-Meißel hauptsächlich das Cr-Mo-System, das Mn-B-System, das Cr-Ni-Mo-System, das Cr-Mn-Si-System, das Si-Mn-Mo-System usw. Ausgehend von der Herstellungsmethode des wichtigsten Guss- und Schmiedematerials für Bergbau-Meißel.

Der Produktionsprozess von Bergbaupickeln kann in 3 Typen unterteilt werden

(1) Der Körper der Rundschaftmeißel wird bearbeitet und geformt, der Hartmetallkopf wird aufgelötet, in einem Salzofen erhitzt, isothermisch mit Nitratsalz abgeschreckt und angelassen.

(2) Die Verarbeitung und Formung des Meißelkörpers erfolgt in einem Salzofen, durch Erhitzen mit Nitratsalz, durch isothermes Abschrecken, durch Reinigen und durch Hartmetalllöten sowie durch Anlassen.

(3) Technologie zur Integration von Löt- und Wärmebehandlung.

(1) Hartmetall-Oberflächenbeschichtung. Die verschleißfeste Oberflächenbeschichtung von Bergbau-Meißeln besteht aus einem Oberflächenmaterial mit hoher Härte und hoher Verschleißfestigkeit. Der Kopf des Zahnkörpers der Bergbau-Meißel wird mit einer oder mehreren Schichten Oberflächenmaterial beschichtet, wodurch ein Schutzgürtel entsteht. Diese Schicht weist eine hohe Abriebfestigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit auf, sodass der Zahnkopf des Körpers der Bergbau-Meißel nicht in direkten Kontakt mit dem abgebauten Kohlegestein kommt. Dadurch werden Reibung und Stöße zwischen dem Zahnkopf und dem Körper des Kohleflözes reduziert, wodurch der Verschleiß und die Ausfallrate der Meißel verringert und ihre Lebensdauer verlängert wird. Oberflächenbeschichtungen bieten die Vorteile einer einfachen Ausrüstung, geringer Kosten, flexiblerer Handhabung und Anpassung an verschiedene Oberflächenanwendungen.

(2) Thermisches Oberflächenspritzen. Eine weitere Methode zur Oberflächenbehandlung von Bergbaumeißeln ist der Einsatz von thermischem Spritzen, um die Verschleißfestigkeit und Lebensdauer des Kopfteils zu verbessern. Beispielsweise wird der Kopf des Bergbaumeißels mit einer Schicht aus Metallkeramik bei hoher Temperatur aufgespritzt. Dies erhöht die Härte des Kopfes (HRC ≥ 60). Hohe Härte und gute Verschleißfestigkeit erhöhen die Lebensdauer des Bergbaumeißels um mehr als 50 %!

(3) Verfahren der Oberflächenmetallurgie. Bei der Oberflächenmetallurgie wird ein Plasmalichtbogen als Wärmequelle verwendet, um auf der Oberfläche des Substratmaterials eine gleichmäßig dichte Schicht zu erzeugen, die mit einer starken speziellen Schutzschicht kombiniert wird, um die metallurgische Bindung zwischen der Beschichtung und dem Metallsubstrat zu erreichen. Das Plasmaplattieren ist ein schneller, nicht im Gleichgewicht befindlicher Erstarrungsprozess mit Verstärkung durch übersättigte feste Lösungen, Dispersionsverstärkung und Niederschlagsverstärkung sowie anderen Verstärkungseffekten. Die erhaltene metallurgische Schicht weist eine sehr hohe Abrieb-, Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen auf.

(4) Chemische Wärmebehandlung. Die chemische Wärmebehandlung umfasst Aufkohlen, Borieren, Chromieren und andere chemische Wärmebehandlungen der Oberfläche von Bergbaumeißeln, wodurch sich auf der Oberfläche Verbindungen mit höherer Härte bilden und die Verschleißfestigkeit der Oberfläche erhöht wird. Durch Borieren und Verchromen von 40CrNiMo werden auf der Oberfläche Bor- und Chromverbindungen gebildet, die die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit verbessern und so die Lebensdauer der Bergbaumeißel verlängern.

Laserauftragschweißen für Bergbaumeißel

Durch die Verwendung eines Lasers als Wärmequelle wird das Pulver auf der Oberfläche des Werkstücks geschmolzen. Es entsteht eine metallurgische Verbindung mit hoher Bindungsstärke und geringer Verdünnungsrate. Laserauftragschweißen ist eine neue Technologie zur Oberflächenmodifizierung. Das Prinzip besteht darin, einen hochdichten Laserstrahl zu verwenden, der schnell verschiedene Zusammensetzungen und Eigenschaften der Legierung und der Oberfläche des Substrats aufschmilzt. Dadurch entsteht eine Legierungsschicht mit völlig unterschiedlicher Zusammensetzung und Eigenschaften auf der Substratoberfläche und dem Substrat, die durch den schnellen Erstarrungsprozess entsteht. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wie Oberflächenbehandlung, Sprühen, Plattieren und anderen Verfahren weist die Verbindung eine geringere Verdünnungsrate, Gewebedichte, Beschichtung und Substratbindung auf und eignet sich für die Verschmelzung mehrerer Materialien. Die Eigenschaften des Materials lassen sich durch große Veränderungen in Partikelgröße und -gehalt verändern.

Laserplattierte Bergbaumeißel zeichnen sich durch Verschleißfestigkeit, lange Lebensdauer, hohe Bruchfestigkeit und Funkenfreiheit aus. Dies senkt nicht nur die Kosten der Kohleproduktion und reduziert den Arbeitsaufwand der Arbeiter, sondern bietet auch eine gute Lösung für das seit langem bestehende Problem der Gefährdung der sicheren Kohleproduktion durch Funkenbildung beim Einsatz von Bergbaumeißeln. Der Einsatz von Laserplattierungsmaterialien ermöglicht die flexible und steuerbare Gestaltung der Mantelschicht der Bergbaumeißel. Die Anwendung von Laserplattierungsmaterialien und -verfahren bietet eine umfassende Lösung für die durch Glühen verursachten Erweichungsprobleme beim Löten des Zahnkopfes.