(∅40)十字型钎头失效形式及原因分析

在煤矿生产掘进中，采用(∅40)十字型钎头打眼。因此钎头是掘进的必耗材料。正常工作情况下，钎头实效的主要诱因是冲击疲劳断裂和磨蚀变形。具体作业条件下，由于几何结构和参数、材质、制造工艺、选择和使用等多方面原因。

在煤矿生产掘进中，采用(∅40)十字型钎头打眼。因此钎头是掘进的必耗材料。正常工作情况下，钎头实效的主要诱因是冲击疲劳断裂和磨蚀变形。具体作业条件下，由于几何结构和参数、材质、制造工艺、选择和使用等多方面原因。钎头的破坏形式是形形色色的，现分析几种典型失效的形式。

一、钎头的裤体胀裂

引起裤体胀裂的原因有很多，但最终表现为裤体的坚固性与外载不相适应，首先从裤口内壁开始，产生切向拉伸残余变形，引起裤壁周长和直径扩大，使裤体形成喇叭形或鼓形，钎亦随之渐次挤入裤底，梢端在底部裤壁产生台阶，连接松弛，托钎、堵死水孔、碎片、断腰、断梢等事故接踵而来，致使钎头提前报废。当裤体钢材硬度过高，表现为脆性断裂时，则发生裂裤。

胀裤裂裤的发生，从钎头本身质量上分析，裤体几何结构不合理。包括钎梢插的过浅，锥孔角度过大、裤壁厚度不够等，还有钎头体钢材的强度不够。

从使用技术分析，由于钎梢与椎孔的配合精度不够，钎梢与孔壁之间的密合程度、装卸钎头方式不对，钎头修磨规范不合理等原因造成。

二、钎头钢体的疲劳断裂

80%以上的钎头断裂部位，均发生在腰部--即钎梢断面与钎裤底部的分界处。直接原因是由于腰部截面积较小，应力集中。所以最早发生由拉--压循环载荷引起的疲劳断裂。

另外，还常因下列不利因素而加剧腰部的断裂：

1.几何结构和参数设计失误：包括腰部裤壁厚度过薄，钎裤内外壁片同一截面附近发生突变，突变处曲率半径过小甚至形成尖角等。

2.制造工艺不当：腰部出现热处理过渡区的薄弱组织，裤体硬度不足，多冲拉力较低，机械加工形成尖角和粗糙刀痕，未经表面强化和防锈处理等。

3.使用方法后：包括钎梢与钎裤接触不良，钎梢插深不足，偏心撞击，打钝钎头，手锤砸打卸钎等。

三、钎头的脱片和掉齿

其主要原因在于固片工艺不当。此外也与钢材焊接、焊剂的性能，夹接合金片部分的钎头钢体的几何结构参数，配片和焊接操作，以及使用方法等因素有关。

四、钎头合金片的早期碎裂

早期碎裂表现为崩刃、掉角、断片、碎片等。合金片的破裂方式和严重程度除了与钎头与合金片本身几何结构参数的坚固性，制造工艺有关外，其次，应注意操作使用不当。包括常见的钎头干磨、钎刃修磨过尖、空击、打干眼、打钝钎头等。这些因素将削弱合金片的坚固性，增加断裂源和附加外载，从而加剧合金片过早破裂。

通过以上分析可知，掌握钎头的合理几何结构参数、材质制造工艺，以及正确的使用操作方法，就可以延长钎头的使用寿命，这对节约吨煤成本具有重要意义。