[发明专利]地铁施工用盾构机刀具

说明书

本发明涉及一种地铁施工用盾构机刀具，属于盾构机刀具的技术领域。本发明的地铁施工用盾构机刀具，包括圆盘形的刀圈本体，所述刀圈本体的外边缘上沉积有硬质保护涂层，所述硬质保护涂层包括Cr_aTi_1‑aN第一硬质涂层和Cr_1‑b‑cAl_bTi_cN第二硬质涂层，所述第二硬质涂层位于所述第一硬质涂层的上部，所述a，b，c的值通过EDS元素分析方法测量得到。本发明的地铁施工用盾构机刀具兼有优异的切削性能、耐磨性和高冲击韧性等关键性能指标，能显著提高刀具的使用寿命，从而有利于降低地铁隧道施工成本和建设周期。

技术领域

本发明涉及盾构机刀具的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种地铁施工用盾构机刀具。

背景技术

随着城市规模的不断发展和扩大，地铁已经成为解决大城市和特大城市交通问题的最优方式之一。现在全世界己有多个国家的多座城市修建了地铁，运营线路总里程已经达6000Km以上。虽然我国的地铁相比于西方国家起步较晚，但发展迅速，目前我国的地铁运营线路总里程已经达到3000Km左右，目前上海和北京的地铁运营线路里程已经位列城市排名的前两位，而且建设中以及筹划修建的地铁线路众多，发展势头强劲。

在地铁隧道施工方法中，盾构法采用盾构机利用盾壳抵御围岩压力的情况下，由刀盘切削前方土体并运至后续运输系统，通过顶推千斤顶的推力自行前进，同时由快速组拼成环的钢筋混凝土管片形成隧道主体结构。由于作业面位于底面以下，盾构施工具有以下优点：对周围环境影响较小，施工中不会引起地下水位降低，而且开挖引起地表沉降较小；掘进速度较快；隧洞成型质量较好；施工环境较好，机械化程度高，具有人性化，噪音小，施工中支护衬砌质量可靠且造价较低；施工穿越河道不受影响，受天气影响较小；在土质差水位高条件下建设埋深较大的隧道，有较高的技术经济优越性。尤其是在现代地铁的隧道施工通常需要穿越建筑物高度密集的城市中心以及城郊地区，受限于城市地面空间条件，盾构施工几乎成了唯一的选择；在城市地下工程不断发展的今天，采用盾构法进行隧道施工越来越广泛，已经成为地铁隧道施工的主流技术。

虽然，目前盾构施工法已经在城市地铁建造的主流技术，但采用的刀具仍然借鉴的是传统的滚刀和切削刀具，它们在施工过程中，剧烈振动、刀具表面材料的微剥落、脆性破坏、热疲劳的裂纹、磨耗等都可能引起损坏，影响正常的掘进，而且刀具的维修检测和日常养护以及更换的时间和费用都要占据整个施工过程和施工成本的1/3左右，限制了盾构施工的成本降低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种地铁施工用盾构机刀具。

为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明的地铁施工用盾构机刀具，包括圆盘形的刀圈本体，所述刀圈本体的中间具有与刀毂相配合的安装孔；其特征在于：所述刀圈本体的外边缘上沉积有硬质保护涂层。

其中，所述硬质保护涂层包括第一硬质涂层和第二硬质涂层，所述第二硬质涂层位于所述第一硬质涂层的上部。

其中，所述第一硬质涂层为Cr_aTi_1-aN，其中0.60≤a≤0.90；所述第二硬质涂层为Cr_1-b-cAl_bTi_cN，其中，0.30≤b≤0.35，0.10≤c≤0.15，其中所述a，b，c的值通过EDS元素分析方法测量得到。

其中，所述第一硬质涂层的厚度为0.5~3.0 μm，第二硬质涂层的厚度为1~10 μm，并且所述第二硬质涂层的厚度与第一硬质涂层的厚度比为1.8~5.0。