盾構(gòu)機刀圈材料工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了盾構(gòu)機刀圈材料工藝，該刀圈的硬度可達到HRC:56?58.5，制造該盾構(gòu)機刀圈材料成分包括有；C 0.15?0.23％、Si 1.0?1.2％、Mn 0.4?0.8％、V 0.5?1.5％、Mo 1.2?1.8％、Cr 4.2?5.5％、稀土元素0.008?0.05％，其它組分為Fe；金屬機體的硬度是由馬氏體的含碳量決定的，因此采用C含量走上限，淬火硬度大幅度提高，Cr、Mo、Si等合金元素走上限，提高金屬機體的韌性和耐磨性，而且添加稀土元素進一步增加鋼的韌性和耐磨性。
【專利說明】
盾構(gòu)機刀圈材料工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機械部件材料加工工藝，具體涉及盾構(gòu)機刀圈材料工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機工作原理是安裝在盾構(gòu)機刀盤上的盤型滾刀，在盾構(gòu)機的強烈推理作用下壓緊在巖石面上，隨著刀盤的旋轉(zhuǎn)，盤形滾刀一方面繞刀盤中心軸公轉(zhuǎn)，同時繞自身軸線自傳，滾刀在刀盤的推力和扭矩作用下，在巖石面上切出一系列同心溝槽，當(dāng)推力超過巖石的強度時，滾刀刀刃下的巖石直接破裂，刀刃插入巖石，形成壓碎區(qū)和放射性裂紋，進一步加壓，當(dāng)滾刀間距滿足一定條件時，相鄰滾刀間內(nèi)裂紋延展并相互貫通，形成巖石碎片而崩落，完成破巖。
[0003]盾構(gòu)機刀圈在工作過程中與巖石表面直接接觸，不僅承受刀盤對它的推力和扭矩及巖石對它的強烈沖擊與磨損作用，還會因為很多不確定因素造成受力不均而磨損或斷裂，復(fù)雜的地下環(huán)境會造成刀圈腐蝕，在與巖石的強烈沖擊和摩擦過程中刀圈會產(chǎn)生高溫而改變性能，冷卻是會產(chǎn)生較大應(yīng)力而造成破壞，刀圈的主要失效形式有崩刃、斷裂和磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決【背景技術(shù)】中所述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:盾構(gòu)機刀圈材料工藝，其特征在于，該刀圈的硬度可達到HRC: 56-58.5，制造該盾構(gòu)機刀圈材料成分包括有;C
0.15-0.23%、Si 1.0-1.2%、Μη 0.4_0.8%、V 0.5_1.5%、Μο 1.2_1.8%、Cr 4.2_5.5%、稀土元素0.008-0.05%,其它組分為Fe。
[0005]2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機刀圈材料工藝的制作方法，其特征在于，將刀圈材料的毛坯加熱到850-880°C后保溫200-300分鐘，再經(jīng)過成型處理后經(jīng)過淬火處理中，先加熱后保溫時間為60-80分鐘，再次加熱后保溫時間為50-80分鐘，在第一次回火處理中經(jīng)過加熱保溫時間為100-150分鐘，第二次加熱后工件的保溫時間為100-120分鐘。
[0006]C:鋼中含碳量增加，屈服點和抗拉強度升高，但塑性和沖擊性降低，當(dāng)碳量0.23%超過時，鋼的焊接性能變壞，因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼，含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力，在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;此外，碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性；
[0007]Si:在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，所以鎮(zhèn)靜鋼含有0.15-0.30%的硅。如果鋼中含硅量超過0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能顯著提高鋼的彈性極限，屈服點和抗拉強度，故廣泛用于作彈簧鋼；
[0008]Mn:在煉鋼過程中，錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般鋼中含錳0.30 — 0.50 %。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”，較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性，且有較高的強度和硬度，提高鋼的淬性，改善鋼的熱加工性能，如16Mn鋼比A3屈服點高40 %。含錳11 一14%的鋼有極高的耐磨性，用于挖土機鏟斗，球磨機襯板等。錳量增高，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能；
[0009]Cr:在結(jié)構(gòu)鋼和工具鋼中，鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性，但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼，耐熱鋼的重要合金元素；
[0010]Mo:鉬能使鋼的晶粒細化，提高淬透性和熱強性能，在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應(yīng)力，發(fā)生變形。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機械性能。還可以抑制合金鋼由于火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性；
[0011]V:釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑，鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒，提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力；
[0012]稀土元素是指元素周期表中原子序數(shù)為57-71的15個鑭系元素。鋼中加入稀土，可以改變鋼中夾雜物的組成、形態(tài)、分布和性質(zhì)，從而改善了鋼的各種性能，如韌性、焊接性，冷加工性能，可提高耐磨性。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:金屬機體的硬度是由馬氏體的含碳量決定的，因此采用C含量走上限，淬火硬度大幅度提高，Cr、Mo、Si等合金元素走上限，提高金屬機體的韌性和耐磨性，而且添加稀土元素進一步增加鋼的韌性和耐磨性。
【具體實施方式】
[0014]實施例一
[0015]盾構(gòu)機刀圈材料工藝，該刀圈的硬度可達到HRC:56，制造該盾構(gòu)機刀圈材料成分包括有;C 0.2%、Si 1.0%、Μη 0.4%、V 0.5%、Μο 1.2%Xr 4.2%、稀土元素0.008%，其它組分為Fe。
[0016]優(yōu)選地，將刀圈材料的毛坯加熱到850°C后保溫200分鐘，再經(jīng)過成型處理后經(jīng)過淬火處理中，先加熱后保溫時間為60分鐘，再次加熱后保溫時間為50分鐘，在第一次回火處理中經(jīng)過加熱保溫時間為100分鐘，第二次加熱后工件的保溫時間為100分鐘。
[0017]實施例二
[0018]盾構(gòu)機刀圈材料工藝，該刀圈的硬度可達到HRC:58.5制造該盾構(gòu)機刀圈材料成分包括有;C 0.15%、Si 1.2% ^Mn 0.8%、V 1.5%、Μο 1.8%、Cr 5.5%、稀土元素 0.05%，其它組分為Fe。
[0019]優(yōu)選地，將刀圈材料的毛坯加熱到880°C后保溫300分鐘，再經(jīng)過成型處理后經(jīng)過淬火處理中，先加熱后保溫時間為80分鐘，再次加熱后保溫時間為80分鐘，在第一次回火處理中經(jīng)過加熱保溫時間為150分鐘，第二次加熱后工件的保溫時間為120分鐘。
[0020]實施例三
[0021 ]盾構(gòu)機刀圈材料工藝，該刀圈的硬度可達到HRC: 56-58.5制造該盾構(gòu)機刀圈材料成分包括有；C 0.22%、Si 1.1% ^Mn 0.6%、V 1.2%、Μο 1.6%Xr 4.4%、稀土元素0.01%，其它組分為Fe。
[0022]優(yōu)選地，將刀圈材料的毛坯加熱到860°C后保溫260分鐘，再經(jīng)過成型處理后經(jīng)過淬火處理中，先加熱后保溫時間為70分鐘，再次加熱后保溫時間為60分鐘，在第一次回火處理中經(jīng)過加熱保溫時間為120分鐘，第二次加熱后工件的保溫時間為110分鐘。
【主權(quán)項】
1.盾構(gòu)機刀圈材料工藝，其特征在于，該刀圈的硬度可達到HRC:56-58.5，制造該盾構(gòu)機刀圈材料成分包括有;C 0.15-0.23%、Si 1.0-1.2%、Μη 0.4_0.8%、V 0.5-1.5% ^MoI.2-1.8 %、Cr 4.2-5.5 %、稀土元素 0.008-0.05%,其它組分為 Fe。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機刀圈材料工藝的制作方法，其特征在于，將刀圈材料的毛坯加熱到850-880°C后保溫200-300分鐘，再經(jīng)過成型處理后經(jīng)過淬火處理中，先加熱后保溫時間為60-80分鐘，再次加熱后保溫時間為50-80分鐘，在第一次回火處理中經(jīng)過加熱保溫時間為100-150分鐘，第二次加熱后工件的保溫時間為100-120分鐘。
【文檔編號】C21D9/22GK105950996SQ201610454903
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月20日
【發(fā)明人】呂美蓮, 劉春超, 馮寶倪, 呂俊, 呂誠
【申請人】安徽省瑞杰鍛造有限責(zé)任公司