盾构机刀圈材料工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了盾构机刀圈材料工艺，该刀圈的硬度可达到HRC:56?58.5，制造该盾构机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％，其它组分为Fe；金属机体的硬度是由马氏体的含碳量决定的，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，提高金属机体的韧性和耐磨性，而且添加稀土元素进一步增加钢的韧性和耐磨性。
【专利说明】
盾构机刀圈材料工艺
技术领域
[0001 ]本发明涉及机械部件材料加工工艺，具体涉及盾构机刀圈材料工艺。
【背景技术】
[0002]盾构机工作原理是安装在盾构机刀盘上的盘型滚刀，在盾构机的强烈推理作用下压紧在岩石面上，随着刀盘的旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自传，滚刀在刀盘的推力和扭矩作用下，在岩石面上切出一系列同心沟槽，当推力超过岩石的强度时，滚刀刀刃下的岩石直接破裂，刀刃插入岩石，形成压碎区和放射性裂纹，进一步加压，当滚刀间距满足一定条件时，相邻滚刀间内裂纹延展并相互贯通，形成岩石碎片而崩落，完成破岩。
[0003]盾构机刀圈在工作过程中与岩石表面直接接触，不仅承受刀盘对它的推力和扭矩及岩石对它的强烈冲击与磨损作用，还会因为很多不确定因素造成受力不均而磨损或断裂，复杂的地下环境会造成刀圈腐蚀，在与岩石的强烈冲击和摩擦过程中刀圈会产生高温而改变性能，冷却是会产生较大应力而造成破坏，刀圈的主要失效形式有崩刃、断裂和磨损。
【发明内容】
[0004]为解决【背景技术】中所述技术问题，本发明采用以下技术方案:盾构机刀圈材料工艺，其特征在于，该刀圈的硬度可达到HRC: 56-58.5，制造该盾构机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%,其它组分为Fe。
[0005]2、根据权利要求1所述的盾构机刀圈材料工艺的制作方法，其特征在于，将刀圈材料的毛坯加热到850-880°C后保温200-300分钟，再经过成型处理后经过淬火处理中，先加热后保温时间为60-80分钟，再次加热后保温时间为50-80分钟，在第一次回火处理中经过加热保温时间为100-150分钟，第二次加热后工件的保温时间为100-120分钟。
[0006]C:钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀;此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性；
[0007]Si:在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢；
[0008]Mn:在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30 — 0.50 %。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40 %。含锰11 一14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能；
[0009]Cr:在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素；
[0010]Mo:钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性；
[0011]V:钒是钢的优良脱氧剂，钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力；
[0012]稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能，可提高耐磨性。
[0013]本发明的有益效果是:金属机体的硬度是由马氏体的含碳量决定的，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，提高金属机体的韧性和耐磨性，而且添加稀土元素进一步增加钢的韧性和耐磨性。
【具体实施方式】
[0014]实施例一
[0015]盾构机刀圈材料工艺，该刀圈的硬度可达到HRC:56，制造该盾构机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%，其它组分为Fe。
[0016]优选地，将刀圈材料的毛坯加热到850°C后保温200分钟，再经过成型处理后经过淬火处理中，先加热后保温时间为60分钟，再次加热后保温时间为50分钟，在第一次回火处理中经过加热保温时间为100分钟，第二次加热后工件的保温时间为100分钟。
[0017]实施例二
[0018]盾构机刀圈材料工艺，该刀圈的硬度可达到HRC:58.5制造该盾构机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%，其它组分为Fe。
[0019]优选地，将刀圈材料的毛坯加热到880°C后保温300分钟，再经过成型处理后经过淬火处理中，先加热后保温时间为80分钟，再次加热后保温时间为80分钟，在第一次回火处理中经过加热保温时间为150分钟，第二次加热后工件的保温时间为120分钟。
[0020]实施例三
[0021 ]盾构机刀圈材料工艺，该刀圈的硬度可达到HRC: 56-58.5制造该盾构机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%，其它组分为Fe。
[0022]优选地，将刀圈材料的毛坯加热到860°C后保温260分钟，再经过成型处理后经过淬火处理中，先加热后保温时间为70分钟，再次加热后保温时间为60分钟，在第一次回火处理中经过加热保温时间为120分钟，第二次加热后工件的保温时间为110分钟。
【主权项】
1.盾构机刀圈材料工艺，其特征在于，该刀圈的硬度可达到HRC:56-58.5，制造该盾构机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%,其它组分为 Fe。2.根据权利要求1所述的盾构机刀圈材料工艺的制作方法，其特征在于，将刀圈材料的毛坯加热到850-880°C后保温200-300分钟，再经过成型处理后经过淬火处理中，先加热后保温时间为60-80分钟，再次加热后保温时间为50-80分钟，在第一次回火处理中经过加热保温时间为100-150分钟，第二次加热后工件的保温时间为100-120分钟。
【文档编号】C21D9/22GK105950996SQ201610454903
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】吕美莲, 刘春超, 冯宝倪, 吕俊, 吕诚
【申请人】安徽省瑞杰锻造有限责任公司