本發(fā)明涉及盾構(gòu)刀具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種盾構(gòu)刀具的刀圈材料和熱處理工藝。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)切削刀具主要用于地鐵、隧道的盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，其結(jié)構(gòu)是在刀體的前面焊接一排或兩排以上圓柱狀合金。當(dāng)盾構(gòu)刀具隨刀盤沿圓周方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，開(kāi)始切削，遇砂卵石時(shí)容易出現(xiàn)刀體磨損過(guò)快和合金崩裂現(xiàn)象，但當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，背部受到物體的嚴(yán)重磨損，就會(huì)造成刀體背角面嚴(yán)重磨損后沖擊掉主合金造成刀具報(bào)廢。因此，有必要對(duì)盾構(gòu)刀具的耐磨性能進(jìn)行改良，通過(guò)對(duì)盾構(gòu)刀具的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行改進(jìn)，提高盾構(gòu)刀具的耐磨性能，降低盾構(gòu)刀具在采挖過(guò)程中的磨損程度，相應(yīng)地延長(zhǎng)盾構(gòu)刀具的使用壽命，降低維護(hù)或更換成本。

中國(guó)發(fā)明專利，公開(kāi)號(hào)：204476417u，公開(kāi)日：2015年7月15日，涉及新型耐磨盾構(gòu)刀具，包括盾構(gòu)刀體和硬質(zhì)合金塊，所述盾構(gòu)刀體包括設(shè)置在盾構(gòu)刀體上的數(shù)條合金槽，所述硬質(zhì)合金塊嵌入設(shè)置在所述的合金槽內(nèi)，在所述盾構(gòu)刀體與切削物體接觸的工作面上設(shè)置碳化鎢顆粒耐磨層，所述碳化鎢顆粒耐磨層包括金屬基體和碳化鎢顆粒，所述碳化鎢顆粒包覆設(shè)置于金屬基體內(nèi)。本發(fā)明提供的新型耐磨盾構(gòu)刀具，碳化鎢顆粒耐磨層焊接在刀體的工作面上，有效保證了盾構(gòu)刀具在作業(yè)時(shí)的耐磨性能；延長(zhǎng)了盾構(gòu)刀具的使用壽命，降低了更換或維修成本。其不足之處是：該專利的盾構(gòu)刀具實(shí)質(zhì)上是利用碳化鎢顆粒耐磨層的耐磨性能提高了刀具的整體使用壽命，工藝復(fù)雜，造價(jià)較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的盾構(gòu)刀具耐磨性能差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種盾構(gòu)刀具的刀圈材料和熱處理工藝。它可以提高盾構(gòu)刀具的耐磨性能，延長(zhǎng)刀具整體的使用壽命。

2.技術(shù)方案

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，它包括刀體和刀圈，刀體和刀圈均為圓環(huán)狀，刀圈內(nèi)表面與刀體的外表面連接，刀體由內(nèi)向外呈階梯狀，刀體的內(nèi)表面與刀盤的外表面連接，刀圈上均勻設(shè)有塊齒。

優(yōu)選地，所述的刀圈的外圓面上均勻設(shè)有與塊齒相匹配的凹槽，凹槽在刀圈的形狀為長(zhǎng)方體。

優(yōu)選地，所述的塊齒高出刀圈外圓面1-10mm。

優(yōu)選地，刀盤的圓心周圍均勻有固定孔，固定孔的圓心成為刀盤圓心的分布圓。

優(yōu)選地，所述的塊齒分別高出刀圈上下表面1-10mm。

優(yōu)選地，刀圈的截面為梯形，刀圈上靠近刀體的外表面一側(cè)比靠近刀圈外表面一側(cè)的厚度大，從刀圈的內(nèi)表面到刀圈的外表面，刀圈的厚度呈逐漸遞減趨勢(shì)。

優(yōu)選地，刀圈圓周的外表面上設(shè)有倒角。

一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，它的化學(xué)元素重量組份為：c：0.46份；si：0.91份；mn：0.39份；p：0.009份；s：0.002份；cr：4.39份；ni：0.14份；cu：0.02份；mo：1.24份；v：1.15份，余量為fe。

一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈熱處理工藝，包括以下步驟：

a、將權(quán)利要求1所述的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈放置在真空爐內(nèi)；

b、在1h內(nèi)勻速加熱到660℃，在660℃保溫2h；

c、在1h內(nèi)由660℃勻速加熱到870℃，在870℃保溫2h；

d、在0.5-1h內(nèi)，從870℃勻速加熱到1050℃，1050℃保溫0.5-1h；

e、從1050℃在0.5-1h內(nèi)降溫至0℃，刀具從爐內(nèi)調(diào)出風(fēng)冷后；

f、刀圈再次放入爐內(nèi)，回火兩次即可。

優(yōu)選地，步驟f中回火的步驟為：0℃勻速升溫至370℃，在370℃保溫0-15min，勻速加溫至550℃，在550℃保溫2h；從550℃勻速降溫至0℃，停留1h。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明有效保證了盾構(gòu)刀具在作業(yè)時(shí)的耐磨性能；延長(zhǎng)了盾構(gòu)刀具的使用壽命，降低了更換或維修成本；

(2)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，利用刀體和刀圈的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將刀具制成圓環(huán)狀，在刀圈上均勻設(shè)有塊齒，利用塊齒的突出結(jié)構(gòu)，對(duì)巖土進(jìn)行破壞掘進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)挖掘巖土層的效果；

(3)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，在刀圈的外圓面上均勻設(shè)有與塊齒相匹配的凹槽，用于裝載塊齒，凹槽設(shè)成與塊齒形狀相匹配的長(zhǎng)方體，用于與塊齒密切吻合，便于刀具的裝配加工；

(4)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，刀圈外圓面上分布的塊齒高出刀圈外圓面1-10mm，使得刀圈外圓面凹凸不平整，在刀具使用過(guò)程中，與巖土接觸產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；

(5)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，刀盤上的固定孔用于固定盾構(gòu)機(jī)具上，固定孔的孔徑與螺栓直徑相匹配，便于利用螺栓通過(guò)道具上的刀盤固定孔，固定在盾構(gòu)機(jī)具上，用于地鐵、隧道施工掘進(jìn)；

(6)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，刀圈上下表面上分布的塊齒高出刀圈表面1-10mm，使得刀圈上下表面凹凸不平整，在刀具使用過(guò)程中，與巖石、花崗巖和超硬石塊等巖石土層接觸時(shí)，產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；

(7)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，從刀圈的內(nèi)表面到刀圈的外表面，刀圈的厚度呈逐漸遞減趨勢(shì)，一方面增大了刀圈與刀體的外表面連接的牢固性，另一方面增大了刀圈挖掘性能，便于刀圈和刀圈外表面的塊齒一起施力，掘進(jìn)堅(jiān)硬的巖石；

(8)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，刀圈上的倒角進(jìn)一步增加了刀圈的耐磨性能，和塊齒一起能夠掘進(jìn)堅(jiān)硬的巖石；

(9)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，硬度達(dá)到180hbw，用在刀圈上，大幅提高了刀具的耐磨性能，延長(zhǎng)刀具的使用壽命；

(10)本發(fā)明的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的熱處理工藝，經(jīng)過(guò)熱處理的盾構(gòu)刀具，硬度達(dá)到56-58hrc，提高了刀圈的硬度以及耐磨性能，延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的刀具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的刀圈熱處理工藝圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。

一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，它包括刀體1和刀圈3，刀體1和刀圈3均為圓環(huán)狀，刀圈3內(nèi)表面與刀體1的外表面連接，其特征在于，刀體1由內(nèi)向外呈階梯狀，刀體1的內(nèi)表面與刀盤2的外表面連接，刀圈3上均勻設(shè)有塊齒302。

所述的刀圈3的外圓面上均勻設(shè)有與塊齒302相匹配的凹槽，凹槽在刀圈3的形狀為長(zhǎng)方體；所述的塊齒302高出刀圈3外圓面1-10mm；刀盤2的圓心周圍均勻有固定孔，固定孔的圓心成為刀盤2圓心的分布圓；所述的塊齒302分別高出刀圈3上下表面1-10mm；刀圈3的截面為梯形，刀圈3上靠近刀體1的外表面一側(cè)比靠近刀圈3外表面一側(cè)的厚度大，從刀圈3的內(nèi)表面到刀圈3的外表面，刀圈3的厚度呈逐漸遞減趨勢(shì)；刀圈3圓周的外表面上設(shè)有倒角32。

一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，它的化學(xué)元素重量組份為：c：0.46份；si：0.91份；mn：0.39份；p：0.009份；s：0.002份；cr：4.39份；ni：0.14份；cu：0.02份；mo：1.24份；v：1.15份，余量為fe。

一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈熱處理工藝，包括以下步驟：

a、將權(quán)利要求1所述的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈放置在真空爐內(nèi)；

b、在1h內(nèi)勻速加熱到660℃，在660℃保溫2h；

c、在1h內(nèi)由660℃勻速加熱到870℃，在870℃保溫2h；

d、在0.5-1h內(nèi)，從870℃勻速加熱到1050℃，1050℃保溫0.5-1h；

e、從1050℃在0.5-1h內(nèi)降溫至0℃，刀具從爐內(nèi)調(diào)出風(fēng)冷后；

f、刀圈再次放入爐內(nèi)，回火兩次即可。

所述步驟f中回火的步驟為：0℃勻速升溫至370℃，在370℃保溫0-15min，勻速加溫至550℃，在550℃保溫2h；從550℃勻速降溫至0℃，停留1h。

實(shí)施例1

結(jié)合圖1-2，一種塊齒狀盾構(gòu)刀具，它包括刀體1和刀圈3，刀體1和刀圈3均為圓環(huán)狀，刀圈3內(nèi)表面與刀體1的外表面連接，其特征在于，刀體1由內(nèi)向外呈階梯狀，刀體1的內(nèi)表面與刀盤2的外表面連接，刀圈3上均勻設(shè)有塊齒302。

所述的刀圈3的外圓面上均勻設(shè)有與塊齒302相匹配的凹槽，凹槽在刀圈3的形狀為長(zhǎng)方體；所述的塊齒302高出刀圈3外圓面1-10mm；刀盤2的圓心周圍均勻有固定孔，固定孔的圓心成為刀盤2圓心的分布圓；所述的塊齒302分別高出刀圈3上下表面1-10mm；刀圈3的截面為梯形，刀圈3上靠近刀體1的外表面一側(cè)比靠近刀圈3外表面一側(cè)的厚度大，從刀圈3的內(nèi)表面到刀圈3的外表面，刀圈3的厚度呈逐漸遞減趨勢(shì)；刀圈3圓周的外表面上設(shè)有倒角32。

本發(fā)明利用刀體和刀圈的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將刀具制成圓環(huán)狀，在刀圈上均勻設(shè)有塊齒，利用塊齒的突出結(jié)構(gòu)，對(duì)巖土進(jìn)行破壞掘進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)挖掘巖土層的效果；在刀圈的外圓面上均勻設(shè)有與塊齒相匹配的凹槽，用于裝載塊齒，凹槽設(shè)成與塊齒形狀相匹配的長(zhǎng)方體，用于與塊齒密切吻合，便于刀具的裝配加工；刀圈外圓面上分布的塊齒高出刀圈外圓面1-10mm，使得刀圈外圓面凹凸不平整，在刀具使用過(guò)程中，與巖土接觸產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；刀盤上的固定孔用于固定盾構(gòu)機(jī)具上，固定孔的孔徑與螺栓直徑相匹配，便于利用螺栓通過(guò)道具上的刀盤固定孔，固定在盾構(gòu)機(jī)具上，用于地鐵、隧道施工掘進(jìn)；刀圈上下表面上分布的塊齒高出刀圈表面1-10mm，使得刀圈上下表面凹凸不平整，在刀具使用過(guò)程中，與巖石、花崗巖和超硬石塊等巖石土層接觸時(shí)，產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；從刀圈的內(nèi)表面到刀圈的外表面，刀圈的厚度呈逐漸遞減趨勢(shì)，一方面增大了刀圈與刀體的外表面連接的牢固性，另一方面增大了刀圈挖掘性能，便于刀圈和刀圈外表面的塊齒一起施力，掘進(jìn)堅(jiān)硬的巖石；刀圈上的倒角進(jìn)一步增加了刀圈的耐磨性能，和塊齒一起能夠掘進(jìn)堅(jiān)硬的巖石。

實(shí)施例2

結(jié)合圖1-2，一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，它的化學(xué)元素重量組份為：c：0.46份；si：0.91份；mn：0.39份；p：0.009份；s：0.002份；cr：4.39份；ni：0.14份；cu：0.02份；mo：1.24份；v：1.15份，余量為fe。

本發(fā)明的刀圈材料，硬度達(dá)到180hbw，用在刀圈上，大幅提高了刀具的耐磨性能，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。

實(shí)施例3

結(jié)合圖1-2，一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈熱處理工藝，包括以下步驟：

a、將權(quán)利要求1所述的一種塊齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈放置在真空爐內(nèi)；

b、在1h內(nèi)勻速加熱到660℃，在660℃保溫2h；

c、在1h內(nèi)由660℃勻速加熱到870℃，在870℃保溫2h；

d、在0.5-1h內(nèi)，從870℃勻速加熱到1050℃，1050℃保溫0.5-1h；

e、從1050℃在0.5-1h內(nèi)降溫至0℃，刀具從爐內(nèi)調(diào)出風(fēng)冷后；

f、刀圈再次放入爐內(nèi)，回火兩次即可。

所述步驟f中回火的步驟為：0℃勻速升溫至370℃，在370℃保溫0-15min，勻速加溫至550℃，在550℃保溫2h；從550℃勻速降溫至0℃，停留1h。

經(jīng)過(guò)該熱處理工藝的盾構(gòu)刀具，硬度達(dá)到56-58hrc，提高了刀圈的硬度以及耐磨性能，延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。