本發明屬于復合材料制備方法領域，具體涉及一種提高采煤截齒復合材料力學性能的方法。
背景技術：
我國煤炭資源相當豐富，增加煤炭產量、提高勞動生產率的一項關鍵性技術是采掘機械化。在采煤作業中基本的操作過程是將破碎和防止破碎結合一體即是煤礦中所謂的“綜采”。“綜采”操作過程中最常用的采煤刀具稱為截齒。截齒在工作過程中，承受高的壓應力、剪切應力和沖擊負荷，同時還承受煤層介質的腐蝕，故截齒是采煤機上的易損件。目前我國開采萬噸煤截齒消耗量一般在1000個以上，其性能如何將直接影響采煤量、噸煤成本及采煤工人的勞動強度。
煤炭開采過程中，采煤機截齒的磨損是一類復雜的行為。截齒用硬質合金材料本質上是一種多相材料，其工作過程中內部性質各異的各個單相協同作用，滿足多種條件下抗磨損的性能要求。具備良好耐磨損性能的截齒材料要求材料在復雜應用條件下磨損量較小，然而在利用冶金技術制備硬質合金截齒過程中，多種元素互相作用產生多種相及相界面，有些有助于耐磨損性能提升，有些則相反。截齒類材料中多種微結構共存的特點使得在實際材料制備和后期利用常規熱處理方法很難達到僅保留有利相而去除不利相的目的。
目前國內外對采煤機截齒綜合力學性能，尤其是耐磨損能力尚不滿意，提升采煤截齒抗磨損能力是一個亟待解決的迫切課題。在礦物、煤炭和石油等自然資源開采部門中，由于截齒磨損，采礦設備和鉆探設備進行維修和更換需要耗費大量人力和物力，導致相關產業的經濟效益大幅下降，進而影響了國民經濟的發展。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種提高采煤截齒力學性能的深冷處理方法，可有效地提高采煤截齒的硬度和抗沖擊能力，增加耐磨損性能。
本發明的目的是這樣實現的，其特征在于：實施步驟為：
(1)選材：采煤截齒選用的材料有：YG類硬質合金、42CrMo、35CrMo、35CrMnMo和35CrMnSi，YG類硬質合金包括YG3，YG3X，YG6和YG6X；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理：真空度小于10-2Pa，淬火溫度為750℃-900℃，淬火保溫時間為30Min-60Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以2℃/Min-5℃/Min的降溫速率，在40分鐘到80分鐘時間內，降溫到-80℃到-190℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持30分鐘-360分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以2℃/Min-5℃/Min的升溫速率升至200-400℃進行回火處理，保持時間為60-240分鐘，回火次數為1-2次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
本發明具有如下優點：
1、利用深冷處理法制備采煤截齒材料，工藝簡單，適合大規模生產。
2、所用深冷試劑為液態氮氣，毒性小，無殘留。
3、工藝可操控性強，成本低廉，產品綜合能耗低。
4、產品抗磨損性能及綜合力學性能良好，能夠滿足一般工業使用要求。
具體實施方式
實施例1
(1)本實施例采用采煤截齒材料為YG3；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為750℃，淬火保溫時間為30Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以2℃/Min的降溫速率，在50分鐘內降溫到-80℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持30分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以2℃/Min的升溫速率升至200℃進行回火處理，保持時間為240分鐘，回火次數為1次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
實施例2
(1)本實施例采用采煤截齒材料為YG3X；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為800℃，淬火保溫時間為60Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以4℃/Min的降溫速率，在50分鐘內降溫到-190℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持240分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以3℃/Min的升溫速率升至300℃進行回火處理，保持時間為120分鐘，回火次數為2次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
實施例3
(1)本實施例采用采煤截齒材料為YG6；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為850℃，淬火保溫時間為50Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以3℃/Min的降溫速率，在65分鐘內降溫到-180℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持300分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以4℃/Min的升溫速率升至350℃進行回火處理，保持時間為280分鐘，回火次數為2次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
實施例4
(1)本實施例采用采煤截齒材料為YG6X；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為900℃，淬火保溫時間為30Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以5℃/Min的降溫速率，在40分鐘內降溫到-190℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持360分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以5℃/Min的升溫速率升至200℃進行回火處理，保持時間為200分鐘，回火次數為1次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
實施例5
(1)本實施例采用采煤截齒材料為42CrMo；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為750℃，淬火保溫時間為40Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以5℃/Min的降溫速率，在40分鐘內降溫到-190℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持30分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以2℃/Min的升溫速率升至200℃進行回火處理，保持時間為60分鐘，回火次數為2次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
實施例6
(1)本實施例采用采煤截齒材料為35CrMo；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為850℃，淬火保溫時間為30Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以4℃/Min的降溫速率，在50分鐘內降溫到-190℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持360分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以2℃/Min的升溫速率升至300℃進行回火處理，保持時間為240分鐘，回火次數為1次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
實施例7
(1)本實施例采用采煤截齒材料為35CrMnMo；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為800℃，淬火保溫時間為60Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以2℃/Min的降溫速率，在80分鐘內降溫到-140℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持120分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以4℃/Min的升溫速率升至360℃進行回火處理，保持時間為180分鐘，回火次數為1次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
實施例8
(1)本實施例采用采煤截齒材料為35CrMnSi；
(2)將選用采煤截齒材料進行真空淬火處理，真空度小于10-2Pa，淬火溫度為900℃，淬火保溫時間為30Min，淬火介質為室溫淬火油，淬火時間為采煤截齒材料冷卻到室溫為止；
(3)將采煤截齒材料從室溫以3℃/Min的降溫速率，在60分鐘內降溫到-160℃的深冷狀態，在深冷狀態下，保持240分鐘；
(4)將步驟(3)得到的采煤截齒材料在空氣中放置至室溫，以5℃/Min的升溫速率升至400℃進行回火處理，保持時間為60分鐘，回火次數為1次；
(5)將采煤截齒材料取出，在空氣中冷卻至室溫。
具體性能測試數值見附表1。
表1采煤截齒材料力學性能
表1所列出的各實施例的力學性能均優于現有技術方法處理后采煤截齒的力學性能。