[发明专利]一种盾构机盘形滚刀刀圈合金

说明书

本发明公开了一种盾构机盘形滚刀刀圈合金，属于盾构机盘形滚刀刀圈领域。本发明所述的合金成分为：C0.6～0.8％、Si0.9～1.1％、Mn0.3～0.4％、Cr6～8％、Mo2.22～3.30％、V 1.6～2.3％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述合金的热处理工艺为往复球化退火，双液淬火，多次回火后水冷，热处理工艺均在真空炉中进行，处理后的合金硬度达62～65HRC，冲击韧性a_ku可达到22～25J/cm²，比现有的盾构机盘形滚刀刀圈具有更高的强度，韧性和抗冲击能力。

技术领域

本发明涉及一种盾构机盘形滚刀刀圈合金，属于盾构机盘形滚刀刀圈领域，更具体地说是涉及一种盾构机盘形滚刀刀圈合金的材料及热处理工艺。

背景技术

盾构机盘形滚刀用于地铁隧道的盾构机掘进，随着盾构机刀盘的转动盘形滚刀的刀圈切入岩层对隧道进行开挖。滚刀刀圈在掘进过程中始终与岩石接触，不仅承受盾构机施加的推力，还要受到岩石中各种较硬物质的磨损，对刀圈的性能质量要求较高。

刀圈遇到砂卵石或石英含量高的地层时刀圈容易磨损，当遇到非常坚硬或软硬不均的地层时刀圈又容易崩裂，国内的刀圈常采用6Cr4Mo2W2V、40CrNiMo，这些材料存在耐磨性差，抗冲击能力差易断裂等问题。

中国发明专利CN1330787C，公开日：2007年8月8日，公开了盾构机盘形滚刀刀圈及其制作方法，它的主要成分包括，C为0.38～0.41、Mn为0.6～0.8、Si为0.2或1.2、Cr为4或5或6、Mo为1.0或1.5～2.0、V为0.38或1.6-2.0、P为0.005或0.02或0.03、S为0.005或0.02或0.03及配量的Fe。其热处理工艺是退火阶段将刀圈毛坯加热至870～890℃而后保温240～300分钟，降温至740℃时再经120～180分钟保温后慢速降温，温度降至400℃时进行空冷，淬火阶段时，将工件先加热至650～700℃，再加热至1050～1060℃，保温后冷却，最后进行回火处理。根据该专利所述的刀圈合金，在锻造后容易出现网状渗碳体，影响后续切削加工而且增大钢的脆性，淬火时容易开裂，且该专利所述的热处理方法在退火处理前未通过正火等处理方式消除网状渗碳体，将影响最终成品的性能。

发明内容

发明要解决的技术问题

针对现有盾构机盘形滚刀刀圈耐磨性差，抗冲击能力差易断裂问题，本发明提供了一种盾构机盘形滚刀刀圈合金，可大幅度提升刀圈的性能，解决上述问题，大大延长盾构机盘形滚刀刀圈的使用寿命。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种盾构机盘形滚刀刀圈合金，构成该合金的化学成分质量百分比为：C0.6～0.8％、Si0.9～1.1％、Mn0.3～0.4％、Cr6～8％、Mo2.22～3.00％、V1.8～2.1％，余量为Fe和不可避免的杂质。合金元素Si、Mn、Cr、Mo、V与Fe或C相互作用，及合金元素Si、Mn、Cr、Mo、V之间的相互作用，可以改变钢的相变过程和组织。上述合金元素能不同程度地溶于铁素体、奥氏体中形成固溶体，使钢的强度、硬度提高，其中Mn、Cr、Mo、V能与C相互作用，形成的碳化物有高的硬度、熔点和稳定性，Si固溶与铁素体或奥氏体中起固溶强化的作用。