用于掘进机截齿生产的新型金属材料技术领域：
本发明涉及截齿生产开发领域，具体涉及一种用于掘进机截齿生产的新型金属材
料。
背景技术：
现有技术中，采煤、掘进截齿是大型采煤机和掘进机上的关键元件，一般采用将硬
质合金截齿头与合金钢焊接在一起，其主要应用在煤田的采煤、巷道掘进等采掘领域，随着
资源需求的日趋增长，大型采掘机械的使用越来越广泛，因而对掘进截齿的性能提出了更
高的要求。
目前，采用的硬质合金截齿头虽然与钢材相比有较好的耐磨性能，但还是不能满
足使用寿命的要求，并且由于该种截齿寿命不佳，导致频繁的更换截齿，使得采掘机械的效
率不能得到充分发挥，同时，由于截齿柄由合金钢等材料制备而成，从而使截齿柄极不耐
磨，使硬质合金截齿头过早的脱落，导致整个截齿提前损毁失效，传统上采用对截齿柄进行
热处理或在截齿柄表面堆焊一层耐磨焊条来增加耐磨性，以达到保径目的，效果不明显，特
别是在金刚石复合截齿头的出现，它的高耐磨性高寿命使得截齿柄的寿命更需要得到很好
的保证。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种铸造方便、强度好、寿命长的用于掘进
机截齿生产的新型金属材料。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
用于掘进机截齿生产的新型金属材料，由以下质量分数的组分制备制成：
由以下质量百分比的组分制成：
金刚石60-70％、
碳化硅5-10％、
白刚玉5-10％、
氮化钛5-10％、
碳化铪5-10％、
非晶态二氧化硅0.5-1％、
氧化钴0.2-0.5％、
碳化硼5-10％、
硅酸钠0.1-0.5％、
碳化钨0.1-0.5％、
石墨烯0.05-0.1％、
纳米铁粉0.1-0.5％、
碳化铌0.1-0.5％；
该材料具有硬度高，韧性好，耐磨耐冲击等特点，熔覆在截齿头部可以很好的保护
截齿头部，降低头部齿体磨损速度，使齿体与合金头同步磨损，达到最优配合；
采用上述用于掘进机截齿生产的新型金属材料，生产掘进机截齿的方法，包括以
下步骤：
1)采用上述金属陶瓷材料混合均匀得到金属陶瓷组合物；
2)将上述金属陶瓷组合物压模得到生坯，在200-350℃的温度下烘烤40-60分钟；
3)将烘烤后的生坯进行无氧条件下等静压烧结，烧结压力为100-400MPa，烧结温
度为1600-2000℃；
4)将烧结后的生坯进行研磨，粒度为15～45μm，然后再将金属陶瓷粉末在干燥箱
中150℃左右进行烘干；
5)将烘烤后的金属陶瓷粉末与粘结剂搅拌均匀混合成比例为4:1(质量比)的膏状
混合物，均匀涂覆在截齿头部，预涂覆粉末厚度为5mm，然后置入干燥箱中80℃以下烘干或
自然风干；
6)将预置好的截齿放置到激光器的机床上，进行激光熔覆处理，激光熔覆工艺参
数为：功率为1.7～2.0kw，激光扫描速度200～500mm/s，搭接率30％～45％，光斑直径5mm，
组织结构分析发现，激光宏观形貌熔覆层平整、致密、无缺陷，熔覆层组织内部致密、无气孔
和裂纹等缺陷。
本发明的有益效果是：本发明金属陶瓷材料具有硬度高，韧性好，耐磨耐冲击等特
点，熔覆在截齿头部可以很好的保护截齿齿体头部，降低头部齿体磨损速度，使齿体与合金
头同步磨损，达到最优配合。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结
合具体示例，进一步阐述本发明。
实施例1：
用于掘进机截齿生产的新型金属材料，由以下质量分数的组分制备制成：
金刚石60-70％、碳化硅5-10％、白刚玉5-10％、氮化钛5-10％、碳化铪5-10％、非
晶态二氧化硅0.5-1％、氧化钴0.2-0.5％、碳化硼5-10％、硅酸钠0.1-0.5％、碳化钨0.1-
0.5％、石墨烯0.05-0.1％、纳米铁粉0.1-0.5％、碳化铌0.1-0.5％；
使用掘进机截齿生产的新型金属材料生产掘进机截齿的方法，包括以下步骤：
1)将金刚石60％、碳化硅10％、白刚玉5％、氮化钛5％、碳化铪5％、非晶态二氧化
硅1％、氧化钴0.5％、碳化硼10％、硅酸钠0.5％、碳化钨0.5％、石墨烯0.1％、纳米铁粉
0.1％、碳化铌0.1％金属陶瓷材料混合均匀得到金属陶瓷组合物；
2)将混合后的金属陶瓷组合物压模得到生坯，在350℃的温度下烘烤60分钟；
3)将烘烤后的生坯进行无氧条件下等静压烧结，烧结压力为300MPa，烧结温度为
2000℃；
4)将烧结后的生坯进行研磨，粒度为45μm，然后再将金属陶瓷粉末在干燥箱中150
℃左右进行烘干；
5)将烘烤后的金属陶瓷粉末与粘结剂搅拌均匀混合成比例为3:1(质量比)的膏状
混合物，均匀涂覆在截齿头部，预涂覆粉末厚度为5mm，然后置入干燥箱中80℃以下烘干或
自然风干；
6)将预置好的截齿放置到激光器的机床上，进行激光熔覆处理，激光熔覆工艺参
数为：功率为1.7～2.0kw，激光扫描速度200～500mm/s，搭接率30％～45％，光斑直径5mm，
组织结构分析发现，激光宏观形貌熔覆层平整、致密、无缺陷，熔覆层组织内部致密、无气孔
和裂纹等缺陷；
实施例2：
用于掘进机截齿生产的新型金属材料，由以下质量分数的组分制备制成：
金刚石60％、碳化硅5％、白刚玉5％、氮化钛5％、碳化铪5％、非晶态二氧化硅
0.5％、氧化钴0.2％、碳化硼5％、硅酸钠0.1％、碳化钨0.1％、石墨烯0.05％、纳米铁粉
0.1％、碳化铌0.1％；
使用掘进机截齿生产的新型金属材料生产掘进机截齿的方法，包括以下步骤：
1)采用上述金属陶瓷材料混合均匀得到金属陶瓷组合物；
2)将上述金属陶瓷组合物压模得到生坯，在200℃的温度下烘烤40分钟；
3)将烘烤后的生坯进行无氧条件下等静压烧结，烧结压力为100MPa，烧结温度为
1600℃；
4)将烧结后的生坯进行研磨，粒度为15μm，然后再将金属陶瓷粉末在干燥箱中150
℃左右进行烘干；
5)将烘烤后的金属陶瓷粉末与粘结剂搅拌均匀混合成比例为3:1(质量比)的膏状
混合物，均匀涂覆在截齿头部，预涂覆粉末厚度为5mm，然后置入干燥箱中80℃以下烘干或
自然风干；
6)将预置好的截齿放置到激光器的机床上，进行激光熔覆处理，激光熔覆工艺参
数为：功率为1.7～2.0kw，激光扫描速度200～500mm/s，搭接率30％～45％，光斑直径5mm，
组织结构分析发现，激光宏观形貌熔覆层平整、致密、无缺陷，熔覆层组织内部致密、无气孔
和裂纹等缺陷。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等效物界定。