El pico minero es una herramienta utilizada en la minería del carbón y en la perforación de túneles. Las ventajas y desventajas de la calidad del pico minero afectan directamente la eficiencia de la máquina minera y el costo de producción de las empresas. Con el aumento de la demanda de energía, especialmente de carbón, para mejorar la eficiencia de la minería, la potencia de las máquinas mineras de carbón sigue aumentando, y la calidad de los picos mineros se vuelve cada vez más alta. Como material para picos mineros de máquinas mineras de carbón, se requiere que tengan alta resistencia, dureza y resistencia a la abrasión, alta resistencia a la flexión y resistencia a la corrosión, para evitar fracturas, flexiones, deformaciones y desgaste prematuro durante el uso de los picos mineros.

La clasificación general de los picos mineros es la siguiente: dientes para minería de carbón, dientes para excavación, dientes para excavación rotativa, etc.

Material común para picos de minería

Actualmente, las series de aleaciones de materiales para picos mineros de uso común a nivel nacional y extranjero son principalmente el sistema Cr-Mo, el sistema Mn-B, el sistema Cr-Ni-Mo, el sistema Cr-Mn-Si, el sistema Si-Mn-Mo, etc. Desde el método de producción del principal material para picos mineros de fundición y el material para picos mineros de forja.

El proceso de producción de picos de minería se puede dividir en 3 tipos.

(1) El cuerpo del pico se procesa y moldea, se suelda la cabeza de carburo, se calienta en un horno de sal, se enfría isotérmicamente con sal de nitrato y se templa.

(2) El procesamiento y moldeo del cuerpo del pico minero, un horno de sal, calentamiento de una sal de nitrato, enfriamiento isotérmico, limpieza, soldadura fuerte, cabeza de carburo, revenido.

(3) Tecnología de integración de soldadura fuerte y tratamiento térmico.

(1) Recubrimiento de carburo. La capa de recubrimiento resistente al desgaste de las picas mineras consiste en el uso de un material de recubrimiento de alta dureza y alta resistencia al desgaste. En la cabeza del cuerpo de los dientes de la pica se recubre el cuerpo de los dientes con una o varias capas de este material, formando una banda protectora. Esta capa tiene una alta resistencia a la abrasión y buena resistencia a la corrosión, de modo que la cabeza del diente del cuerpo de la pica no esté en contacto directo con la roca de carbón que se está extrayendo, reduciendo así la fricción y el impacto entre la cabeza del diente y la veta de carbón, lo que ralentiza la tasa de fallas por desgaste de las picas y extiende su vida útil. El recubrimiento tiene las ventajas de un equipo simple, bajo costo, operación más flexible y puede adaptarse a una amplia gama de recubrimientos.

(2) Pulverización térmica superficial. Otro método de tratamiento superficial de picos mineros consiste en utilizar la tecnología de pulverización térmica para mejorar la resistencia al desgaste y la vida útil de la cabeza del pico. Por ejemplo, al pulverizar a alta temperatura una capa de cerámica metálica sobre la cabeza del pico, se incrementa su dureza (HRC ≥ 60), su alta dureza y su buena resistencia al desgaste, ¡lo que puede aumentar la vida útil del pico en más del 50%!

(3) Métodos de metalurgia superficial. La tecnología de metalurgia superficial utiliza un arco de plasma como fuente de calor para obtener una capa uniformemente densa sobre la superficie del material del sustrato. Combinada con un recubrimiento protector especial de alta resistencia, se logra la unión metalúrgica entre el recubrimiento y el sustrato metálico. El revestimiento de plasma es un proceso de solidificación rápida en desequilibrio, con refuerzo por solución sólida sobresaturada, refuerzo por dispersión y refuerzo por precipitación, entre otros efectos. La capa metalúrgica obtenida presenta una muy alta resistencia a la abrasión, la corrosión y la oxidación a altas temperaturas.

(4) Tratamiento térmico químico. El tratamiento térmico químico consiste en la carburización, infiltración de boro e infiltración de cromo de la superficie de las picas mineras, lo que permite la formación de compuestos de mayor dureza y mejora su resistencia al desgaste. Mediante la boruración y el tratamiento con cromo del acero 40CrNiMo, la formación de compuestos de boro y cromo en la superficie mejora la dureza y la resistencia al desgaste, prolongando así la vida útil de las picas mineras.

Proceso de revestimiento láser para picos mineros

Utilizando un láser como fuente de calor para fundir el polvo en la superficie de la pieza de trabajo, se logra una unión metalúrgica con alta resistencia y baja tasa de dilución. El revestimiento láser es una nueva tecnología de modificación de superficies. El principio consiste en utilizar un haz láser de alta densidad con diferente composición y propiedades de la aleación y la superficie del sustrato para fundir rápidamente, formando una capa de aleación con composición y propiedades completamente diferentes en la superficie del sustrato mediante un proceso de solidificación rápida. En comparación con los métodos tradicionales de recubrimiento, pulverización, chapado y otros, presenta una baja tasa de dilución, mayor densidad de tejido y mejor unión entre el recubrimiento y el sustrato, siendo adecuado para la fusión de más materiales, con grandes cambios en las características del material en cuanto a tamaño y contenido de partículas.

Las picas mineras con revestimiento láser se caracterizan por su resistencia al desgaste, larga vida útil, durabilidad y ausencia de chispas. Esto no solo reduce el costo de producción de carbón y la intensidad del trabajo, sino que también ofrece una solución eficaz al problema persistente de la producción segura de carbón causado por la generación de chispas durante el uso de picas mineras. La aplicación de materiales de revestimiento láser permite que los indicadores de rendimiento y la forma de la capa de revestimiento de las picas mineras sean versátiles y controlables. Además, la aplicación de materiales y procesos de revestimiento láser proporciona una solución completa a los problemas de reblandecimiento por recocido en la cabeza del diente durante el proceso de soldadura fuerte.