截齿是综采设备破岩落煤技术的核心部件,它是将硬质合金和合金钢钎焊在一起的。工作过程中,截齿与煤岩层直接接触,承受剧烈的冲击、压力和弯扭组合作用,故硬质合金的脱落和失效成为常见的截齿失效形式,导致其寿命较低。因此,提高连接处的冲击韧性和降低其残余应力成为提高截齿使用寿命的重要途径。本课题主要以YG8硬质合金和42CrMo合金钢为试验对象,研究深冷处理工艺对钎焊接头残余应力和冲击韧性的影响。具体研究内容如下:(1)以深冷温度和深冷次数为变量进行试验设计,通过ANSYS有限元分析软件对不同工艺下,钎焊接头的残余应力进行数值模拟,分析深冷温度和深冷次数对接头应力的影响规律;(2)通过试验对不同工艺处理下接头的残余应力、冲击韧性和硬度进行分析,验证数值分析的结果;(3)通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)对接头进行微观组织、元素能谱分析和X射线扫描物相分析,从微观角度分析深冷工艺的作用机理。研究表明,在相同的深冷处理时间下,-160℃比-80℃深冷温度对接头部分的内部应力的缓解效果更佳,主要表现为接头部分应力的降低,母材42CrMo部分压应力的增加;通过对比未进行深冷处理的接头和-80℃条件下进行24h保温处理的接头的冲击试验结果,深冷处理后接头的抗冲击韧性提高31.48%,显微硬度降低6.05HV;微观机理方面,深冷处理后,硬质合金反应区Co流失减少,接头区的脆性相γ减少,Cu,Zn元素的扩散增加,母材和焊料的合金化程度得到提高。