Все, кто занимается угледобычей, хорошо знают: обычные резцы находятся в замкнутом круге проблем эксплуатационных характеристик — износостойкие не выдерживают ударов, а ударопрочные быстро изнашиваются.
Резцы из однородного твердого сплава при встрече с прослойками пустой породы и твердыми скалами часто скалываются и теряют твердосплавные наконечники. При повышении вязкости вершина резца быстро затупляется, что приводит к частым остановкам на замену деталей при угледобыче и проходке. Расходы на расходные материалы и простои оборудования достигают высоких значений.
Резцы с градиентным твердым сплавом решают данную дилемму на уровне структуры материала. Они специально разработаны для сложных подземных условий угледобычи и проходки, сочетая устойчивость к ударам и стойкость к интенсивному износу.
Почему обычные резцы со временем приводят к росту расходов
В подземных условиях резцы подвергаются трем основным видам износа:
- Абразивный износ: постоянное трение об уголь‑породу и кварцевые песчаники приводит к быстрому затуплению вершины резца, увеличивает сопротивление резанию и повышает расход топлива оборудования.
- Ударное растрескивание: при контакте с твердыми прослойками пустой породы и скалами на разломах однородный сплав имеет недостаточную ударную вязкость, поэтому резцы легко скалываются и теряют наконечники.
- Термоусталостное растрескивание: высокая температура от интенсивного трения в сочетании с охлаждением водой вызывает многократное чередование нагрева и охлаждения, что приводит к появлению микротрещин и постепенному разрушению сплава.
Однородный сплав с единым составом позволяет выбрать только одно из двух качеств: либо высокая износостойкость при хрупкости, либо хорошая вязкость при низкой стойкости к истиранию. Он не способен полностью адаптироваться к сложным геологическим условиям.
Ключевые преимущества градиентного сплава: послойная структура, сочетающая два свойства
Наш градиентный твердый сплав имеет плавно изменяющуюся структуру от поверхности к сердцевине. Содержание кобальта и размер зерен изменяются постепенно без зон концентрации напряжений, каждый слой выполняет свою функцию:
✅ Поверхностный высокотвердый износостойкий слой: мелкозернистая структура с низким содержанием кобальта, высокая твердость, эффективно сопротивляется абразивному воздействию пород, сохраняет самозатачиваемость и замедляет затупление вершины резца.
✅ Промежуточный буферный слой: плавно соединяет внутреннюю и внешнюю части, рассеивает ударные напряжения и препятствует распространению трещин.
✅ Внутренний высоковязкий ударопрочный слой: высокое содержание кобальта обеспечивает повышенную вязкость, поглощает энергию ударов о твердые породы, эффективно предотвращает скалывание, отрыв и поломку резцов.
Проще говоря: поверхностный слой отвечает за износостойкость и экономию расходных материалов, а сердцевина — за сопротивление ударам и сокращение выхода из строя.
Две основные подземные сферы применения, подтвердившие экономическую эффективность
- Комплексная выемка угля добычными комбайнами (угольные пласты с прослойками пустой породы, глубокие шахты) При работе с угольными пластами, содержащими пустую породу, и при высоком горном давлении градиентные резцы устраняют проблемы быстрого затупления и скалывания наконечников при ударе о породу. По результатам полевых испытаний при одинаковых условиях выемки срок службы градиентных резцов увеличивается более чем в 2 раза, значительно снижается расход резцов на тысячу тонн добытого угля и сокращается количество остановок на замену.
- Проходка горных выработок проходческими комбайнами (полуугольно‑породные и полностью скальные выработки) Твердые породы с высоким содержанием кварца являются зоной интенсивного износа резцов. Благодаря износостойкому поверхностному слою и прочной вязкой сердцевине градиентные резцы обеспечивают увеличение проходки на один резец в 2‑3 раза, значительно снижают вероятность неравномерного износа и скалывания кромок. Уменьшается холостая нагрузка на оборудование, сокращаются расход топлива и износ сопутствующих деталей, обеспечивается непрерывность проходки выработок.
Ощутимые комплексные выгоды для шахт
- Снижение расхода расходных материалов: срок службы значительно превышает показатели обычных однородных резцов, сокращается частота закупок.
- Повышение производительности: уменьшение времени остановок на замену резцов, стабильные темпы выемки и проходки.
- Сокращение трудозатрат: снижение интенсивности работ по замене резцов под землей, уменьшение потенциальных рисков для безопасности работ.
- Защита оборудования: стабильная острая форма резца и равномерное распределение нагрузки снижают аномальный износ резцедержателей, рабочих органов и барабанов.
Технологические гарантии от производителя
Как специализированный производитель резцов мы строго контролируем ключевую технологию получения градиентного сплава: цельное градиентное спекание без расслоений и зазоров, стабильная металлографическая структура. Используется полностью автоматизированная вакуумная пайка, обеспечивающая высокую прочность соединения твердосплавного наконечника с корпусом резца. Доступна полная линейка моделей, возможна индивидуальная настройка состава градиентного сплава под геологические условия конкретной шахты.
Заключение
Снижение затрат на выемку во многом достигается за счет модернизации быстроизнашиваемых деталей. Резцы с градиентным твердым сплавом преодолевают отраслевую проблему «износостойкость без ударопрочности, ударопрочность без износостойкости». Они подходят для большинства сложных подземных условий, обеспечивают стабильную эффективную работу шахт при меньшем расходе материалов и сокращении простоев.
Если у вас условия эксплуатации с высоким износом, связанные с прослойками пустой породы и твердыми скалами — напишите нам для бесплатной консультации по подбору и получения тестовых образцов для сравнительных испытаний!