截齿是采煤机和掘进机等破碎煤层或岩石设备专用刀具,镐型截齿齿体与硬质合金通过钎焊连接。工作时由于需要承受高压应力、高剪切应力和高冲击载荷易造成截齿失效,其主要失效形式:截齿齿体磨损、硬质合金刀头崩刃和碎裂、硬质合金脱落等。本文采用等离子束送丝熔覆技术完成强化镐型截齿齿体和截齿齿头的分层制造,期望能解决齿体磨损失效和硬质合金脱落问题。研究等离子束送丝熔覆工艺参数对熔覆层表面形貌、横截面形貌、稀释率、组织及力学性能的影响,优化出合理地工艺参数并完成截齿表面强化。研究结果表明:在其他工艺参数不变情况下,前送丝比后送丝更适合较高的送丝速度,焊丝端部贴近熔池相比于靠近喷嘴处,熔覆层更连续均匀。随送丝速度增加,单道熔覆层连续性和均匀性变差,热影响区变小。送丝速度为2m/min、5m/min和8m/min时,熔覆层稀释率分别是78.1%、31.2%和21.9%,其物相衍射峰位置没有随送丝速度增加而改变,共晶数量增加且呈现多孔蜂窝状,显微硬度逐渐增加。随主弧电流增加,熔覆层铺展性变好且更连续均匀,热影响区变大,主弧电流为60A、80A、100A、120A和140A时,熔覆层稀释率分别为5.5%、12.7%、22.9%、28.9%和54.0%,其物相没有随主弧电流增加而发生改变,熔覆层底部区域组织形貌是平面晶亮白带和定向生长短小柱状晶,中部区域组织是由细长树枝晶和等轴晶向胞状晶转变,顶部区域组织发生类似转变,显微硬度逐渐减小。随扫描速度增加,熔覆层连续性和均匀性变差,扫描速度为100mm/min、300mm/min和500mm/min时熔覆层稀释率分别是67.3%、14.2%和40.7%,其物相衍射峰位置并没有随扫描速度增加而发生改变,共晶物网络状分布向弥散点状分布转变,熔覆层显微硬度呈先增后减;综上所述,其合理工艺参数范围:主弧电流为80~120A,扫描速度为100~300mm/min,送丝速度为5m/min。主弧电流为100A,扫描速度为250 mm/min,送丝速度为5m/min和搭接率为25%时,获得多道搭接熔覆层表面平整且无明显塌陷同时对基体和熔覆层进行摩擦磨损试验,基体质量损失是熔覆层损失的6~7倍。最后完成对镐型截齿齿体强化和截齿齿头的制造。