专利名称：复合滚刀刀圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于隧道掘进，以及矿山、水井、地质钻探等领域的滚刀，特 别是一种滚刀刀圈。
背景技术：
在隧道掘进及地质钻探等过程中，滚刀或钻头等破岩工具上的硬质合金齿对岩石 滚压、冲击和破碎起到了重要作用。该合金齿包括圆柱形齿体和球面状或楔形齿冠，通常以 过盈配合方式将若干个合金齿依次镶嵌于滚刀上。然而，由于合金齿在钻凿地层过程中所 承受的弯矩会全部作用于与其镶合的齿孔，容易使齿孔变形，进而导致镶合的齿松动和脱 落。在遇到坚硬的岩层时，合金齿与滚刀的镶合部位容易受破岩冲击力而破损，并使得合金 齿脱落，导致滚刀损坏，影响掘进施工效率。例如，于2001年5月2日授权公告的中国实用新型专利CN 2432325Y，公开了一种 硬质合金齿，该合金齿包括齿体和齿冠，其齿冠的底面大于齿体截面并在它们的交接处形 成轴肩，整个硬质合金齿由硬质合金材料整体压制而成，使用时，齿体与钻头内的齿孔紧密 镶合，齿冠底面与齿孔外端面紧密贴合，将整个齿孔封住。在实际工作中，该合金齿与滚刀 的嵌合部位也容易受到破岩时冲击力的作用而破损，导致合金齿的松动和脱落。
发明内容为了解决上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种复合滚刀刀圈，该复合 刀圈将刀圈本体(钢体)与齿圈(铸造碳化钨粉末冶金复合材料)结合成一体，齿圈采用 粉末冶金浸渍工艺与刀圈钢体烧结成一体，以增强刀圈的抗磨损能力，避免单个合金齿的 松动和脱落影响滚刀工作的情况，增强整体刀圈在破岩过程中的耐磨性，提高破岩效率。本实用新型所采用的技术方案一种复合滚刀刀圈，包括刀圈本体，所述刀圈本体 外缘设有一环形齿槽，所述齿槽内嵌合一环形粉末冶金复合材料齿圈。进一步，上述齿圈包括齿体和齿冠，所述齿冠置于齿槽的外部，齿冠的底面大于齿 体端面。齿冠可以采用平顶型或圆弧形或锥尖状或楔形状等任意形状。进一步，上述刀圈本体上沿齿槽环向还具有若干通孔，所述通孔与齿槽垂直，并与 齿槽底部贯通，所述齿冠、齿体与通孔形成“工”型或“干”型结构。刀圈本体上没有通孔的 位置，所述齿冠与齿体形成“T”型结构。作为优选，上述若干通孔在刀圈本体的圆周方向采用等间距排列。作为优选，上述齿圈的硬度、耐磨性比刀圈本体高。该齿圈作为滚刀工作时的重要 部件，其硬度、耐磨性和抗冲击性能决定滚刀的破岩性能。作为优选，上述齿圈采用铸造碳化钨粉末冶金浸渍工艺制成，齿圈可以表镶或孕 镶硬质合金、人造金刚石等任意超硬材料耐磨块。本实用新型的复合滚刀刀圈采用一种复合材料耐磨齿圈，在破岩过程中，齿圈作 为一个整体，其抗磨损能力更强，从而避免现有技术中单个齿松动脱落导致刀圈本体很快
3损坏的情况。实际使用时，采用硬度大于刀圈本体的耐磨材料制作齿圈，由于该齿圈底面宽 度比刀圈齿槽开口宽度大，齿圈底面可完全覆盖刀圈齿槽的开口，对齿槽的周边钢体具有 保护作用，可以避免刀圈钢体被岩石磨损，增强了刀圈本体的抗磨损能力，反过来也防止了 合金齿圈的松动和脱落，提高了刀圈整体耐磨性，增强滚刀的破岩效率。在该复合滚刀刀圈 本体上设置通孔，进一步加强了刀圈本体对该齿圈的紧固力，能有效防止齿圈的松动，延长 滚刀的使用寿命，降低刀具的更换频率。
图1为本实用新型所述复合滚刀刀圈的结构示意图；图2 (a)为图1中A-A的剖视图；图2(b)为图1中B-B的剖视图；局部A的放大状态示意图；图3(a)为图2(a)中的局部a的放大状态图；图3(b)为图2(b)中的局部b的放大状态图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体结构作进一步的描述。参照图1，本实用新型所述的复合滚刀刀圈包括刀圈本体1，该刀圈本体1外缘设 有一环形齿槽25 (如图3(b)所示)，该齿槽25内嵌合一环形齿圈2。所述齿圈2包括齿冠 21和齿体22，所述齿冠21置于齿槽的外部，齿冠21的底面大于齿体22端面。齿圈2采用 粉末冶金浸渍法制成，即将浸渍合金及耐磨材料填满齿槽25以及齿槽25的开口外部，然后 让刀圈本体1，齿冠21和齿体22烧结成一个整体。在本实施例中，齿圈2采用的硬质合金 材料的硬度比刀圈本体1的硬度高。所述刀圈本体1上还具有若干通孔23，所述通孔23与 齿槽25垂直并贯通，所述齿冠21、齿体22与通孔23形成“工”型结构(如图3 (a)所示) 或“干”型结构，“干”型结构即指齿体22的下端部比通孔23深。在本实施例中，所述若干 通孔23在刀圈本体1的圆周方向优先采用等间距排列。在该刀圈本体1上没有通孔23的 位置，齿冠21和齿体22形成“T”型结构。参照图2(a) ,2(b)以及图3(a)、3 (b)，在复合滚刀刀圈本体1上设有若干通孔23， 该通孔23与齿槽25垂直，且该通孔23与齿槽25的底部贯通，该齿冠21、齿体22、通孔23 均采用粉末冶金浸渍工艺制造而成，即将浸渍合金和耐磨材料充满齿槽25、齿槽25外部、 以及通孔23中，齿冠可以表镶或孕镶耐磨块24。该齿冠21的底面面积比齿槽25开口大， 齿冠21的底面可以完全覆盖齿槽25的开口。相较于现有技术，本实用新型的复合滚刀刀圈在破岩过程中，齿圈作为一整体能 承受更大的冲击力，其抗磨损能力也更强，从而避免出现齿体破损、断裂等，影响滚刀的使 用。另外，在该刀圈上设置通孔，进一步加强刀圈本体对该齿圈的紧固力，有效防止合金齿 圈的松动，延长滚刀的使用寿命，提高破岩效率。 除以上所述滚刀之外，本实用新型所述复合滚刀刀圈亦可适用于其它破岩工具之 上，其结构与上文所述类似，在此不再逐一列举。
权利要求一种复合滚刀刀圈，其特征在于包括刀圈本体和齿圈，所述刀圈本体外缘设有一环形齿槽，所述齿槽内嵌合一环形齿圈。
2.根据权利要求1所述复合滚刀刀圈，其特征在于，所述齿圈包括齿体和齿冠，所述齿 冠置于齿槽的外部，齿冠的底面大于齿体端面，且齿冠的底面完全覆盖齿槽的开口。
3.根据权利要求1或2所述复合滚刀刀圈，其特征在于，所述刀圈本体上具有若干通 ？L，所述通孔与齿槽垂直，并与齿槽贯通，所述齿冠、齿体与通孔形成“工”型或“干”型结构。
4.根据权利要求3所述复合滚刀刀圈，其特征在于，所述若干通孔在刀圈本体的圆周 方向采用等间距排列。
5.根据权利要求1所述复合滚刀刀圈，其特征在于，所述齿圈的硬度、耐磨性比刀圈本 体高。
6.根据权利要求5所述复合滚刀刀圈，其特征在于，所述齿圈采用浸渍工艺制作而成。
7.根据权利要求1或2所述复合滚刀刀圈，其特征在于，所述齿圈的顶部为平顶型或圆 弧形或锥尖状或楔形状。
8.根据权利要求1或2所述复合滚刀刀圈，其特征在于，所述齿圈可以表镶或孕镶硬质 合金、人造金刚石的超硬材料耐磨块。
专利摘要本实用新型公开了一种复合滚刀刀圈，在该刀圈本体外缘设有一环形齿槽，在该齿槽内嵌合一环形齿圈，该齿圈包括齿体和齿冠，所述齿冠置于齿槽的外部，齿冠的底面大于齿体端面。该刀圈本体上还具有若干通孔，所述通孔与齿槽垂直，并与齿槽底部贯通，所述齿冠、齿体与通孔形成“工”型或“干”型结构。本实用新型所述复合滚刀刀圈的齿圈采用粉末冶金浸渍工艺制成，其齿冠和齿体一体烧结成型，齿圈上可以表镶或孕镶硬质合金、人造金刚石等任意超硬材料耐磨块，齿圈抗磨损和抗冲击能力强，在该刀圈本体上设置通孔，进一步加强了刀圈本体对该齿圈的紧固力，能有效防止齿圈的松动，延长滚刀的使用寿命，降低滚刀更换频率，提高破岩效率。
文档编号E21D9/10GK201771513SQ20102019218
公开日2011年3月23日 申请日期2010年5月5日 优先权日2010年5月5日
发明者张厚美 申请人:广州市盾建地下工程有限公司