别再硬碰硬了！破解F10+硬岩掘进的关键在“韧性”

在矿山开采、隧道掘进等领域，F10级以上的硬岩被公认为最棘手的地质类型。
这种岩层强度高、结构致密，普通截齿往往“上去就碎”，不仅更换频繁、成本高昂，还导致施工进尺缓慢，严重影响设备作业效率。

许多施工团队的第一反应是：“岩石太硬，得用更硬的截齿。”
但事实上，真正制约掘进效率的关键，并不是硬度不够，而是韧性不足。

F10+硬岩到底难在哪？高冲击、高应力、低临空面

在中低硬度岩层中，截齿主要通过“切削”和“剥离”来破岩，载荷相对稳定。而在F10、F12级以上硬岩中，破岩机理完全不同：

高冲击载荷

每一次与岩面的接触，都是一次高能量撞击。瞬间应力可达材料强度的极限甚至更高。

高频疲劳循环

掘进机滚筒每分钟旋转数百次，截齿不断经历从空载到满载的快速应力变化，极易诱发疲劳裂纹。

低临空面效应

岩体完整性强、裂隙少，破裂路径难以扩展。截齿在没有“释放面”的情况下强行挤压岩体，冲击能量无法有效传递，只能反弹回齿体自身。

在这种极限环境下，即使是硬度极高的合金，也会因为反复冲击和振动而出现微裂纹、崩刃甚至断齿。这就是许多项目出现“截齿刚换上就碎”的真实原因。

选型误区：只看硬度，忽视了韧性

硬度 ≠ 耐用性。
在材料科学中，硬度与韧性往往是一对矛盾体。硬度高的材料能抵抗磨损，但抗冲击能力较弱；而韧性高的材料则能吸收能量、抵抗断裂。

针对F10以上硬岩，若一味追求高硬度，通常会出现两个问题：

合金头崩裂

过硬的合金缺乏塑性变形能力，在高频冲击下容易沿微裂纹快速扩展。

齿体断裂

当冲击能量无法通过合金头吸收时，会传递到齿体根部，诱发疲劳断裂。

因此，面对高冲击、高频振动的硬岩掘进，硬度高不等于耐用，韧性不足的截齿往往寿命更短。

信达方案：以“韧”制“刚”，打造真正的超耐磨截齿

信达科技在多年高硬岩工况服务中提出了全新的技术路径：“以韧克刚”。
通过材料、结构、工艺三维度协同优化，打造兼具强度与韧性的高性能截齿。

1. 高韧性硬质合金

采用超粗晶粒碳化钨（WC）与高粘结相钴（Co）配比，既保证足够的硬度，又显著提升断裂韧性。这种材料在受冲击时不会立即脆裂，而是通过内部能量吸收延缓裂纹扩展，从根本上提高抗崩刃能力。

2. 高强度冷锻齿体

齿体采用冷锻一体成型工艺，金属纤维流线完整、组织致密。配合精控热处理，获得理想的回火索氏体组织，使其具备出色的抗冲击吸能性能。

3. 结构优化设计

通过模拟分析调整截齿头部角度与合金比例，确保冲击能量更均匀分布，减少局部应力集中，从而延长整体使用寿命。

案例验证：贵州F12级硬岩项目，截齿消耗降低80%

在贵州某F12级硬岩隧道工程中，客户使用普通硬岩截齿时，平均每班更换量超过20把。信达团队介入后，采用高韧性超耐磨系列截齿重新匹配掘进系统。

实测结果：

截齿平均寿命延长4.3 倍

综合消耗量降低80%

掘进进尺效率提升27%

客户反馈：“更换频率下降后，掘进效率明显提升，设备稳定性也更好。”

这一案例再次验证了“韧性优先”的选型策略在硬岩工况下的显著效果。

结语：硬岩掘进，不是拼硬度，而是拼韧性与系统设计

在F10+硬岩面前，掘进不只是“打得动”，更要“打得久、打得稳”。
从材料科学到结构设计，从单支截齿到整机系统，真正高效的掘进方案，往往源于对“冲击—吸能—磨损”关系的深刻理解。

信达科技将持续聚焦复杂地质的掘进工具创新，以“高韧性、长寿命、全工况”为研发方向，为全球客户提供更科学、更可靠的掘进解决方案。