Debido a la gran tenacidad del material compuesto de acero aleado y con alto contenido de manganeso, se puede aplicar una aleación resistente al desgaste de alta dureza en la superficie, lo que mejora considerablemente la resistencia superficial del diente de la cuchara y permite obtener un diente de cuchara más óptimo. Dado que posee una gran resistencia a la sequía, se deben seleccionar aleaciones de soldadura de recubrimiento con alta dureza y buena resistencia al desgaste.
Según estudios relevantes, la aleación de hierro de alto contenido en hierro presenta una mayor resistencia al desgaste que el acero con alto contenido en manganeso. Esta aleación, o aleación de hierro fundido martensítico, se utiliza en la fabricación de dientes de cucharón nuevos y en la reparación de los antiguos. Durante el proceso de reparación, se puede cortar la punta del diente antiguo con una llama de acetileno, dejando una ranura. Posteriormente, se aplica una varilla de soldadura de acero austenítico con manganeso para restaurar la forma original y, finalmente, se realiza un tratamiento de soldadura por recubrimiento en la superficie para mejorar la resistencia al desgaste de las grandes excavadoras en minas.
Primero, el mecanismo de corte
Cuando el diente de la cuchara interactúa con la roca (mineral) bajo una carga de alto impacto, por un lado, entra en contacto con la superficie de la roca (mineral) y produce una gran fuerza de impacto. Si la resistencia a la fluencia del material del diente es baja, la punta del diente sufre una deformación plástica, lo que facilita la formación de un surco plástico. Por otro lado, cuando el diente se inserta en la roca (mineral), si la dureza del diente es menor que la de la roca (mineral), las partículas de roca (mineral) se incrustan en la superficie del diente, produciendo virutas largas en forma de curva o espiral, formando un surco de corte, que puede ir acompañado de microvibraciones. Debido a la acción de cizallamiento y a la gran cantidad de deformaciones, las virutas producen una gran cantidad de calor latente de deformación, aparecen escalones de deslizamiento juntos y ordenados, la formación de arrugas, además, su fricción con la roca (mineral) produce calor de fricción, el calor latente de deformación y el calor de fricción tienen un efecto combinado que hace que la temperatura de las virutas aumente bruscamente, recristalización dinámica, ablandamiento por revenido, cambio de fase dinámico, etc., cambiando la estructura interna de las virutas, y en algunos casos también aparece el fenómeno de fusión local.
Segundo, mecanismo de desprendimiento por fatiga
El diente de la cuchara se inserta en la roca (mineral) para moverse alternativamente, y la zanja plástica formada en la superficie es triturada por partículas de roca durante el levantamiento repetidamente, lo que puede formar una mesa de flujo múltiple de metal, y se producirán grietas y fisuras frágiles cuando la tensión en el material del diente de la cuchara exceda el límite de resistencia. La primera se agrieta perpendicularmente a la dirección de desgaste, y la otra se agrieta o desgarra en la dirección de desgaste, con estrías lisas y ranuradas en el lado frontal, más planas en el reverso y estrías superpuestas formadas por deformación por aplastamiento en los lados. Si la roca es angular, cortará la capa de deformación y formará escombros, que son planos y laminados con bordes ásperos. También existe una situación en la que, cuando el diente de la cuchara y la roca actúan repetidamente, la deformación plástica del diente de la cuchara causa un alto efecto de endurecimiento por trabajo, de modo que la superficie del diente de la cuchara se vuelve frágil, bajo un fuerte impacto de la roca, la superficie del diente formará astillas frágiles, y su superficie tendrá grietas radiales de diferentes profundidades. Esta característica de agrietamiento frágil es también estrictamente un mecanismo de descamación por fatiga. El mecanismo de falla por desgaste está relacionado con el material y las condiciones de trabajo, incluyendo principalmente corte, pelado por fatiga y otros mecanismos. En términos generales, el mecanismo de corte domina el proceso de falla por desgaste de los dientes de la cuchara, alcanzando más de 7O; Con el aumento de la dureza de los dientes de la cuchara, el mecanismo de pelado por fatiga aumentó gradualmente, representando 2O~3O; Cuando la dureza del material alcanza el límite superior, la fragilidad aumenta y puede ocurrir astillamiento frágil. Para las condiciones de trabajo dominadas por el mecanismo de corte, mejorar la dureza del material del diente de la cuchara es propicio para mejorar su resistencia al desgaste; Para el mecanismo de pelado por fatiga, se requiere que el material tenga un buen ajuste duro y tenaz;Alta durezaLa alta tenacidad a la fractura, la baja tasa de propagación de grietas y la alta resistencia a la fatiga por impacto contribuyen a mejorar la resistencia al desgaste de los materiales.
Fecha de publicación: 27 de junio de 2023