19083069638
株洲信達(dá)機(jī)械科技股份有限公司
聯(lián)系人：趙經(jīng)理
座機(jī)號碼：0731-22888117
手機(jī)號碼：19083069638
聯(lián)系地址：湖南省株洲市天元區(qū)中小促進(jìn)園熱門推薦
聯(lián)系我們
技術(shù)洞察 | 為何低硬度巖層成為截齒的“隱形殺手”？
作者： 本站 來源： 本站 時(shí)間：2025年08月15日
一個(gè)常見的工程悖論
在隧道掘進(jìn)、礦業(yè)開采及基礎(chǔ)工程領(lǐng)域，從業(yè)者常常會(huì)遇到一個(gè)令人困惑的現(xiàn)象：部分巖層的單軸抗壓強(qiáng)度（UCS）并不高，甚至手持即可捏碎，但施工過程中截齒等切削工具的磨損速度卻異常驚人，更換頻率遠(yuǎn)超預(yù)期。
這種“軟巖費(fèi)齒”的現(xiàn)象，不僅直接推高了項(xiàng)目成本，也對施工進(jìn)度造成了不利影響。其背后的根本原因，并非巖石的“硬度”，而是一個(gè)更關(guān)鍵卻常被忽視的物理屬性——巖石的磨蝕性（Abrasiveness）。
地質(zhì)元兇：無處不在的石英顆粒
ARCH-CRIMINAL
石英是地殼中含量第二豐富的礦物，其摩氏硬度高達(dá)7，遠(yuǎn)超大多數(shù)常見金屬材料。當(dāng)巖石中含有大量微小、棱角鋒利的石英顆粒時(shí)，整個(gè)巖體就變成了一個(gè)巨大的、天然的“研磨介質(zhì)”。
這種磨損機(jī)制的特點(diǎn)是：
CHARACTERISTICS
持續(xù)性
只要截齒在旋轉(zhuǎn)，磨損就在發(fā)生。
高頻性
盡管單次刮削造成的材料損失微，但高頻率的累積效應(yīng)顯著。
隱蔽性
它不依賴于強(qiáng)大的沖擊力，因此在低硬度巖層中同樣致命。
工程對策：從關(guān)注“抗沖擊”到“高耐磨
COUNTERMEASURE
面對高磨蝕性巖層，傳統(tǒng)的、僅側(cè)重于提高截齒抗沖擊韌性（硬度）的設(shè)計(jì)思路已不再適用。工程實(shí)踐要求我們的解決方案必須轉(zhuǎn)向一個(gè)全新的維度——耐磨性能。
一款能夠勝任高磨蝕性工況的截齒，其性能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
01合金頭材質(zhì)與工藝
必須選用具有高耐磨性的硬質(zhì)合金牌號，并通過先進(jìn)的燒結(jié)工藝，確保其內(nèi)部晶粒結(jié)構(gòu)致密均勻，能有效抵抗磨粒的持續(xù)侵蝕。
02齒體熱處理技術(shù)
齒體不僅需要具備足夠的韌性以吸收沖擊，其表面更需經(jīng)過特殊熱處理，形成高硬度的耐磨層，延緩齒體本身的磨損，為合金頭提供穩(wěn)固的支撐。
03系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)理念
截齒的幾何外形、焊接質(zhì)量以及與齒座的配合，都需進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減少磨損死角，并確保在劇烈振動(dòng)和摩擦生熱的惡劣環(huán)境中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
總結(jié)：
CONCLUDE
綜上所述，“軟巖費(fèi)齒”的悖論源于對巖石力學(xué)屬性的片面理解。在現(xiàn)代工程實(shí)踐中，對地質(zhì)條件的評估超越單一的硬度指標(biāo)，將磨蝕性分析納入考量。相應(yīng)地，切削工具的選擇也應(yīng)從單純追求硬度和韌性，轉(zhuǎn)向一個(gè)更為科學(xué)、更具針對性的高耐磨解決方案。
只有深入理解地質(zhì)與工具之間的相互作用機(jī)理，才能從根本上優(yōu)化施工方案，有效控制成本，保障工程的順利推進(jìn)。
在隧道掘進(jìn)、礦業(yè)開采及基礎(chǔ)工程領(lǐng)域，從業(yè)者常常會(huì)遇到一個(gè)令人困惑的現(xiàn)象：部分巖層的單軸抗壓強(qiáng)度（UCS）并不高，甚至手持即可捏碎，但施工過程中截齒等切削工具的磨損速度卻異常驚人，更換頻率遠(yuǎn)超預(yù)期。
這種“軟巖費(fèi)齒”的現(xiàn)象，不僅直接推高了項(xiàng)目成本，也對施工進(jìn)度造成了不利影響。其背后的根本原因，并非巖石的“硬度”，而是一個(gè)更關(guān)鍵卻常被忽視的物理屬性——巖石的磨蝕性（Abrasiveness）。
ARCH-CRIMINAL
石英是地殼中含量第二豐富的礦物，其摩氏硬度高達(dá)7，遠(yuǎn)超大多數(shù)常見金屬材料。當(dāng)巖石中含有大量微小、棱角鋒利的石英顆粒時(shí)，整個(gè)巖體就變成了一個(gè)巨大的、天然的“研磨介質(zhì)”。
當(dāng)截齒在這樣的巖層中高速旋轉(zhuǎn)切削時(shí)，其工作狀態(tài)并非簡單的“沖擊破碎”，而是承受著一種持續(xù)的、高強(qiáng)度的“磨粒磨損”(Abrasive Wear)。堅(jiān)硬的石英顆粒，如同無數(shù)個(gè)微型刀刃，持續(xù)不斷地刮削、切削截齒的合金刀頭和鋼制齒體表面，導(dǎo)致其材料逐層剝離。
CHARACTERISTICS
持續(xù)性
只要截齒在旋轉(zhuǎn)，磨損就在發(fā)生。
高頻性
盡管單次刮削造成的材料損失微，但高頻率的累積效應(yīng)顯著。
隱蔽性
它不依賴于強(qiáng)大的沖擊力，因此在低硬度巖層中同樣致命。
工程對策：從關(guān)注“抗沖擊”到“高耐磨
COUNTERMEASURE
面對高磨蝕性巖層，傳統(tǒng)的、僅側(cè)重于提高截齒抗沖擊韌性（硬度）的設(shè)計(jì)思路已不再適用。工程實(shí)踐要求我們的解決方案必須轉(zhuǎn)向一個(gè)全新的維度——耐磨性能。
01合金頭材質(zhì)與工藝
必須選用具有高耐磨性的硬質(zhì)合金牌號，并通過先進(jìn)的燒結(jié)工藝，確保其內(nèi)部晶粒結(jié)構(gòu)致密均勻，能有效抵抗磨粒的持續(xù)侵蝕。
齒體不僅需要具備足夠的韌性以吸收沖擊，其表面更需經(jīng)過特殊熱處理，形成高硬度的耐磨層，延緩齒體本身的磨損，為合金頭提供穩(wěn)固的支撐。
截齒的幾何外形、焊接質(zhì)量以及與齒座的配合，都需進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減少磨損死角，并確保在劇烈振動(dòng)和摩擦生熱的惡劣環(huán)境中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
CONCLUDE
綜上所述，“軟巖費(fèi)齒”的悖論源于對巖石力學(xué)屬性的片面理解。在現(xiàn)代工程實(shí)踐中，對地質(zhì)條件的評估超越單一的硬度指標(biāo)，將磨蝕性分析納入考量。相應(yīng)地，切削工具的選擇也應(yīng)從單純追求硬度和韌性，轉(zhuǎn)向一個(gè)更為科學(xué)、更具針對性的高耐磨解決方案。
只有深入理解地質(zhì)與工具之間的相互作用機(jī)理，才能從根本上優(yōu)化施工方案，有效控制成本，保障工程的順利推進(jìn)。
