[發明專利]一種盤形滾刀熱處理裝置

有效

• 申請號: 201410851260.X
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104611537A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 夏毅敏;叢國強;陳雷;吳才章;龐玉申;毛青松
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C21D9/22
• 分類號: C21D9/22
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種盤形滾刀熱處理裝置，特別是指一種用于隧道工程領域的全斷面巖石隧道掘進機(TBM)盤形滾刀熱處理裝置。屬于熱處理技術領域。

背景技術

近年來隨著我國地下空間工程建設的迫切需要和科學技術水平的提高，全斷面巖石隧道掘進機(TBM)在地下工程施工中得到廣泛使用。盤形滾刀是TBM的破碎切削刀具，其使用壽命直接影響了地下工程施工的進度和成本。TBM施工過程中的盤形滾刀刀圈容易發生磨損、斷裂、崩刃等現象，不得不時常停機檢查和更換，造成刀具失效的一大原因是刀具韌性和硬度分布不合理。盤形滾刀發展方向為外硬內韌方向發展，因此，掌握TBM盤形滾刀硬度分布刀具的制造方法，制造梯度硬度分布的盤形滾刀具有很大的意義。

通過對國內外相關文獻及資料的檢索發現，目前國內外多所高校和研究機構都對材料硬度分布和梯度溫度實現方法展開試驗研究或理論研究,但是沒有具體的梯度溫度或梯度硬度環件熱處理裝置或機構，對于盤形滾刀專用的梯度硬度熱處理機構或裝置還處于空白階段。國內北京科技大學、浙江大學、西北工業大學、國營第四〇四廠、蘇州工業園區華福科技有限公司等機構對材料硬度分布和梯度溫度裝置實現方法開展了相關研究。北京科技大學發明專利CN103131987A，名稱為：一種23CrNi3Mo釬具用材料的硬度分布控制工藝，通過滲碳后的釬具淬火后采用分兩個不同冷卻速率階段冷卻，再進行回火處理，實現滲碳后釬具由表及里的平緩硬度梯度分布；浙江大學發明專利CN103777662A，名稱為：一種用于梯度溫度控制的裝置和方法，采用少數溫控模塊，利用：“分時復用”思想在不同的時間段內使用不同的溫控模塊控制目標溫度，可以實現多個目標梯度溫度；國營第四〇四廠發明專利CN1974802A，名稱為：6CrNiSiMnMoV鋼硬度梯度熱處理回火工藝方法，該方法能根據硬度技術要求的不同確定不同溫度的回火工藝，同時在一個零件上做到回火后金相組織的不同和硬度梯度的不同、蘇州工業園區華福科技有限公司發明專利CN100491784C，名稱為：工頻感應梯度溫度加熱爐，其感應線圈采用不同節距和不同截面銅管構成實現梯度溫度加熱的目的。

以上研究機構對材料硬度分布和梯度溫度的控制裝置和方法，缺乏針對盤形滾刀梯度硬度實現的具體研究，對盤形滾刀梯度硬度回火熱處理裝置沒有研究。本發明專利研制了盤形滾刀梯度硬度回火熱處理裝置。該裝置通過感應加熱盤形滾刀內徑和徑向散熱媒介的不同實現盤形滾刀梯度溫度回火熱處理，從而達到沿徑向由內到外硬度由低到高分布的目的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種盤形滾熱處理裝置，該裝置能提供一個梯度溫度的回火環境，實現盤形滾刀徑向硬度梯度的目的，以提高盤形滾刀的使用壽命。

本發明一種盤形滾刀熱處理裝置，所述熱處理裝置包括基座、升降感應加熱裝置、升降旋轉托架裝置、冷卻水槽，所述升降感應加熱裝置、冷卻水槽、升降旋轉托架裝置依次安裝在所述基座上表面，且所述升降感應加熱裝置、升降旋轉托架裝置分別處于所述冷卻水槽相對的兩側；

所述升降感應加熱裝置包括第一立柱、感應加熱線圈、第一升降驅動裝置，所述感應加熱線圈安裝在所述第一立柱上并處于所述冷卻水槽上部，第一升降驅動裝置驅動所述第一立柱沿其的軸線作上下平動；

所述升降旋轉托架裝置包括第二立柱、托架、第二升降驅動裝置、旋轉驅動裝置，所述托架安裝在所述第二立柱上，所述第二升降驅動裝置驅動所述第二立柱沿其的軸線作上下平動，所述旋轉驅動裝置驅動所述第二立柱沿其軸線作回轉運動；所述托架隨所述第二立柱回轉運動至所述冷卻水槽上部并處于水槽中心位置時，所述托架正好處于所述感應加熱線圈正下方。

本發明一種盤形滾刀熱處理裝置，所述托架一端延設有一個與所述第二立柱連接的支架，另一端為一平板，在所述平板上表面設有兩個同軸線的圓環，第二圓環的內徑比第一圓環的外徑大，第一圓環的外徑與盤形滾刀的刀體內孔直徑尺寸相匹配，第二圓環的高度比第一圓環高度小，其上端面為曲面，所述曲面的斜率與盤形滾刀的刀刃與刀體連接曲面的斜率相匹配。

本發明一種盤形滾刀熱處理裝置，盤形滾刀的刀體內孔套裝在第一圓環外表面，其刀刃與刀體連接的一個曲面與第二圓環上端面的曲面接觸，使盤形滾刀沿第一圓環或第二圓環軸線實現軸向及徑向定位。

本發明一種盤形滾刀熱處理裝置，所述感應加熱線圈的直徑與第一圓環的內徑尺寸相匹配，感應加熱線圈隨第一立柱向下平動時，可以插入第一圓環的內腔。