一种新型耐磨tbm滚刀的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型耐磨TBM滚刀，属于掘进机械刀具技术领域。
【背景技术】
[0002]TBM(隧道掘进机)通过掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工。现在，TBM隧道掘进机在中国铁道、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程中应用正在迅猛增长。TBM在工作过程中需要用到大量不同类型的滚刀，在TBM作业过程中，由于作业的工况条件比较复杂，TBM滚刀在使用过程中就会受到岩石等坚硬物的磨损，时间一久就会造成滚刀的工作面严重受损，进而影响到隧道的正常施工，加大了施工成本。
[0003]现实的复杂工况对滚刀的使用寿命提出了要求，需要提高滚刀的硬度和耐磨度，想要对滚刀的耐磨性能进行改良，就需相应地对滚刀的材料和结构进行优化，从而提高滚刀的耐磨性能，降低滚刀在采挖过程中的磨损程度，达到延长滚刀的使用寿命，降低滚刀的维护和更换成本的效果。
[0004]现有技术中，CN204476418U公开了一种耐磨TBM滚刀在刀圈上镶嵌有硬质合金块，且在刀圈外面设置有碳化钨颗粒耐磨层，但硬质合金块的硬度仍不够高且碳化钨颗粒耐磨层成本较高。
【实用新型内容】
[0005]目的:为了解决上述问题，提供一种新型耐磨TBM滚刀，有效保证了TBM滚刀在工作时的硬度和耐磨性能，提高TBM滚刀的切削效率，延长TBM滚刀的使用寿命，降低更换和维修成本。
[0006]技术方案:本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为:
[0007]—种新型耐磨TBM滚刀，包括刀体、设置在刀体外围的刀圈和设置在刀体两侧的端盖，所述刀圈上镶嵌有金刚石，所述刀圈的外表面设置有陶瓷耐磨块，且陶瓷耐磨块外涂有金属基体层。
[0008]优选地，所述陶瓷耐磨块纵向截面为等腰梯形。
[0009]优选地，所述等腰梯形的高为3?5mm，上底宽为2?5mm，下底宽为10?15_。
[0010]优选地，所述刀体为盘形滚刀、球齿滚刀或楔齿滚刀中的一种。
[0011]优选地，所述金属基体层材料为TiAlN涂层，通过气相沉积法涂覆在陶瓷耐磨块表面上。
[0012]有益效果:本实用新型提供的一种新型耐磨TBM滚刀，金刚石与陶瓷材料有效保证了 TBM滚刀在工作时的硬度和耐磨性能，金属基体层作为一个化学屏障和热屏障，具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，弥补了陶瓷耐磨块脆性大、抗弯强度低等缺点并对其起保护作用，提高了 TBM滚刀的切削效率，延长了TBM滚刀的使用寿命，降低了更换和维修成本。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型中盘形滚刀的主视图；
[0014]图2为本实用新型中盘形滚刀的左视图。
[0015]图中:1_端盖，2-刀体，3-刀圈，4-涂有金属基体层的陶瓷耐磨块，5-金刚石。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0017]如图1?2所示，一种新型耐磨TBM滚刀，包括刀体、设置在刀体外围的刀圈和设置在刀体两侧的端盖，所述刀圈上镶嵌有金刚石，所述刀圈的外表面设置有陶瓷耐磨块，且陶瓷耐磨块外涂有金属基体层。
[0018]优选地，所述陶瓷耐磨块纵向截面为等腰梯形。
[0019]优选地，所述等腰梯形的高为3?5mm，上底宽为2?5mm，下底宽为10?15mm。
[0020]优选地，所述刀体为盘形滚刀、球齿滚刀或楔齿滚刀中的一种。
[0021]优选地，所述金属基体层材料为TiAlN涂层，通过气相沉积法涂覆在陶瓷耐磨块表面上。
[0022]本实用新型采用的陶瓷磨块是以氧化铝或以氮化硅为基体再加入少量金属，在高温下烧结而成的一种材料。陶瓷具有高硬度、耐磨性、耐热性、化学稳定性、摩擦系数低、热导率低等优点，一般适用于在高速下加工硬材料，但韧性较低。金属基体层作为一个化学屏障和热屏障，具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，可更有效地用于高速切削。而在陶瓷耐磨块外涂上金属基体层，弥补了陶瓷耐磨块脆性大、抗弯强度低等缺点并对陶瓷耐磨块起保护作用。根据试验，本实用新型工作时比未涂有金属基体层的滚刀寿命长3-5倍以上，切削速度提高20%-70%，加工精度提高了0.5-1级，刀具消耗费用降低了 20%-50%。
[0023]以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种新型耐磨TBM滚刀，其特征在于，包括刀体、设置在刀体外围的刀圈和设置在刀体两侧的端盖，所述刀圈上镶嵌有金刚石，所述刀圈的外表面设置有陶瓷耐磨块，且陶瓷耐磨块外涂有金属基体层。2.根据权利要求1所述的一种新型耐磨TBM滚刀，其特征在于，所述陶瓷耐磨块纵向截面为等腰梯形。3.根据权利要求2所述的一种新型耐磨TBM滚刀，其特征在于，所述等腰梯形的高为3?5mm，上底宽为2?5mm，下底宽为1?15mm。4.根据权利要求1所述的一种新型耐磨TBM滚刀，其特征在于，所述刀体为盘形滚刀、球齿滚刀或楔齿滚刀中的一种。5.根据权利要求1所述的一种新型耐磨TBM滚刀，其特征在于，所述金属基体层材料为TiAlN涂层，通过气相沉积法涂覆在陶瓷耐磨块表面上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型耐磨TBM滚刀，其特征在于，包括刀体、设置在刀体外围的刀圈和设置在刀体两侧的端盖，所述刀圈上镶嵌有金刚石，所述刀圈的外表面设置有陶瓷耐磨块，且陶瓷耐磨块外涂有金属基体层。本实用新型的目的在于提供一种新型耐磨TBM滚刀，有效保证了TBM滚刀在工作时的硬度和耐磨性能，提高TBM滚刀的切削效率，延长TBM滚刀的使用寿命，降低更换和维修成本。
【IPC分类】E21D9/10
【公开号】CN205260047
【申请号】CN201521135239
【发明人】闵慧芹, 吴倩, 翟晓晖, 周嵘, 孔庆杰, 王佳和, 王胜群
【申请人】河海大学常州校区
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月31日