专利名称：一种用于盾构机滚刀刀圈淬火的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种刀圈淬火的装置，尤其涉及一种用于盾构机滚刀刀圈淬火的
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背景技术：
盾构机是近年来在地下工程与隧道掘进中广泛应用的一种施工机械，滚刀是盾构机刀盘上一种用于掘进的常用刀具之一，主要由刀圈组成。滚刀在工作时，主要依靠滚刀旋转推进时产生的冲击力和挤压力破岩。由于山体岩石的高强度和高硬度，使滚刀刀圈在破岩过程中不仅承受很大的径向作用力，而且还要经受岩石中硬矿物相的剧烈磨损，使刀圈外表面磨损严重并经常发生断裂。为了延长滚刀刀圈的使用寿命，降低施工成本，应使刀圈外表面有较高的硬度和耐磨性，而内表面应具有一定的韧性。目前普遍采用的刀圈淬火方法是粗加工后将刀圈直接放入热处理炉进行加热和保温，随后进行快速冷却。但这一方法获得的淬火态的刀圈内外表面组织和性能一致，再经过回火处理后也是如此，显然无法满足上述提高刀圈使用寿命的要求。目前国内有人发明了一种用于各类型钢轧机轧制型钢用复合辊环的制造方法， 其中提出了一种复合辊环的淬火装置，利用该装置可获得内外层组织和性能完全不同的复合辊环。但是，由于现有技术中只采用了一个螺栓固定上下两块保温材料板，难以使保温材料板的外缘与辊环接触紧密，辊环淬火冷却时，使保温材料板的保温效果降低；其次，螺栓用耐热钢制造而成，由于钢的导热性好，当辊环淬火冷却时，辊环内层的热量易于沿螺栓向外传递，增大了辊环内层的冷却速度；再次，保温材料板上的螺栓孔无任何密封措施，这些方面都大大降低了该装置的保温性能，使辊环内层冷却速度升高，降低了预期的效果。
发明内容本实用新型的目的在于提供了一种用于盾构机滚刀刀圈淬火的装置，淬火前用该装置固定刀圈，淬火后可获得内外表面组织和硬度完全不同的淬火态刀圈，再经回火和精加工之后，便可获得具有较高使用寿命的刀圈零件。本实用新型是这样来实现的，它包括刀圈、隔热石棉板、陶瓷螺栓、耐高温密封圈， 其特征是刀圈的内沿上下端分别连有隔热石棉板，上下两块隔热石棉板之间通过若干根陶瓷螺栓和垫片、螺母配合固定连接，隔热石棉板和螺栓的连接处设有耐高温密封圈。本实用新型的技术效果是由于隔热石棉板的保温作用、耐热密封圈良好的密封作用和陶瓷螺栓的绝热作用，保证刀圈在淬火冷却时大大减少了刀圈内部的热量向外部扩散，使刀圈内部的冷却速度比外部慢，获得内外部组织和硬度完全不同的淬火态刀圈。
图1为本实用新型的结构示意图。在图中，1、陶瓷螺栓2、螺母3、垫片4、耐高温密封圈5、隔热石棉板6、刀圈。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型刀圈淬火加热时，刀圈6内表面用隔热石棉板5保护。隔热石棉板5厚度小于10mm，刀圈6淬火冷却时，隔热石棉板5的保温效果差，内表面冷却速度快，淬火后刀圈6内表面有较多的高硬度的马氏体组织，韧性较差。隔热石棉板5厚度大于40mm，隔热石棉板5体积过大，淬火时占用的炉膛体积多，降低了热处理炉的工作效率。 隔热石棉板5直径小于296mm，刀圈6淬火冷却时，淬火的气体容易进入刀圈6内孔，使隔热石棉板5的保温效果变差，使刀圈6内表面冷却速度变快，淬火后刀圈内表面含有较多的高硬度的马氏体组织，韧性变差。隔热石棉板5的直径大于322mm，隔热石棉板5体积过大， 淬火时占用的炉膛体积多，降低了热处理炉的工作效率，且浪费了材料。隔热石棉板5厚度 IOmm 40_、直径φ 296mm
322mm，既有良好的保温效果，又避免了浪费材料，且占用的炉膛体积适中，得到的淬火态的刀圈性能较好，为随后经回火和精加工获得较长寿命的刀圈零件提高了保证。本实用新型刀圈淬火加热时，固定隔热石棉板5的陶瓷螺栓1直径小于10 mm，强度不够，容易发生断裂，影响隔热石棉板5的保温效果。陶瓷螺栓1直径大于50 mm，陶瓷螺栓1重量增加，增大了刀圈6淬火时搬运的难度，同时增加了制造陶瓷螺栓1的成本。螺栓直径IOmm 50 mm，既保证了足够的连接强度，又减轻了重量，节约了成本。本实用新型刀圈6淬火加热时，两根陶瓷螺栓1中心线之间的距离小于75mm，隔热石棉板5的外边缘与刀圈6贴合的不紧密，刀圈6淬火冷却时，淬火的气体容易进入刀圈6内孔，使隔热石棉板5的保温效果变差，使刀圈6内表面冷却速度变快，淬火后刀圈内表面含有较多的高硬度的马氏体组织，韧性变差。两根陶瓷螺栓1中心线之间的距离大于 115mm，位于两根陶瓷螺栓中心连线左右两侧的隔热石棉板与刀圈贴合的不紧密，刀圈淬火冷却时，淬火的气体容易进入刀圈内孔，使隔热石棉板的保温效果变差，使刀圈内表面冷却速度变快，淬火后刀圈内表面含有较多的高硬度的马氏体组织，韧性变差。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。实施例一刀圈经过粗加工后进行淬火处理，刀圈淬火时按附图1所示的方法用隔热石棉板 5保护刀圈6的内表面。隔热石棉板5的直径为300 mm，厚度为20 mm。隔热石棉板5由直
径为# 16 mm的陶瓷螺栓1、垫片3和螺母2固定，两根陶瓷螺栓中心线之间的距离为90mm，
且在隔热石棉板5和垫片3之间放置耐高温密封圈4。刀圈的淬火工艺是将隔热石棉板5 和陶瓷螺栓1、垫片3、螺母2和耐高温密封圈4随刀圈6 —同放入热处理炉内进行加热和保温，然后用氮气快速冷却。淬火后，刀圈6的外层获得了硬度大于60HRC的马氏体组织， 内层获得了硬度小于52HRC且具有一定韧性的下贝氏体组织。刀圈6再经过回火处理和精加工之后便可获得具有较高使用寿命的刀圈零件。实施例二刀圈经过粗加工后进行淬火处理，刀圈淬火时按附图1所示的方法用隔热石棉板 5保护刀圈6的内表面。隔热石棉板5的直径为310 mm，厚度为30 mm。隔热石棉板5由
直径为妗20 mm的陶瓷螺栓1、垫片3和螺母2固定，两根陶瓷螺栓中心线之间的距离为100mm,且在隔热石棉板5和垫片3之间放置耐高温密封圈4。刀圈的淬火工艺是将隔热石棉板5和陶瓷螺栓1、垫片3、螺母2和耐高温密封圈4随刀圈6 —同放入热处理炉内进行加热和保温，然后用氮气快速冷却。淬火后，刀圈6的外层获得了硬度大于60HRC的马氏体组织，内层获得了硬度小于50HRC且具有一定韧性的下贝氏体组织。刀圈6再经过回火处理和精加工之后便可获得具有较高使用寿命的刀圈零件。
权利要求1. 一种用于盾构机滚刀刀圈淬火的装置，它包括刀圈、隔热石棉板、陶瓷螺栓、耐高温密封圈，其特征是刀圈的内沿上下端分别连有隔热石棉板，上下两块隔热石棉板之间通过若干根陶瓷螺栓和垫片、螺母配合固定连接，隔热石棉板和螺栓的连接处设有耐高温密封圈。
专利摘要一种用于盾构机滚刀刀圈淬火的装置，刀圈的内沿上下端分别连有隔热石棉板，上下两块隔热石棉板之间通过陶瓷螺栓和垫片、螺母配合固定连接，隔热石棉板和螺栓的连接处设有耐高温密封圈。本实用新型的技术效果是由于隔热石棉板的保温作用、耐高温密封圈良好的密封作用和陶瓷螺栓的绝热作用，保证刀圈在淬火冷却时大大减少了刀圈内部的热量向外部扩散，使刀圈内部的冷却速度比外部慢，获得内外部组织和硬度完全不同的淬火态刀圈。
文档编号C21D1/62GK201999969SQ20112000989
公开日2011年10月5日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者胡小武, 闫洪, 陈磊 申请人:南昌大学