[發明專利]一種高性能TBM刀盤刮渣板用材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811381592.0
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109338226B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 魏金;李勝永;郭浩;楊愛軍;李英發
• 申請（專利權）人: 中鐵工程裝備集團隧道設備制造有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/22;C22C33/06;C21D1/26;C21D1/18;C21C7/06;C21C7/064;C21C7/068;B08B1/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

1.一種高性能TBM刀盤刮渣板用材料，其特征在于，以重量百分含量表示，所述高性能TBM刀盤刮渣板用材料的化學成分組成為：C為0.35%～0.45%，Si為0.80%～1.20%，Mn為1.10%～1.30%，Cr為1.80%～2.45%，Mo為0.70%～1.0%，S與P的總含量≤0.04%，余量為Fe；

所述的一種高性能TBM刀盤刮渣板用材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：準備生鐵、鉻鐵、錳鐵和鉬鐵；

步驟2：熔煉、澆鑄；

步驟3：電渣重熔；

步驟4：退火處理；

步驟5：鍛造、退火；

步驟6：淬火處理：將步驟5獲得的退火鋼錠置于加熱爐中，以8℃/min的升溫速度將爐溫升至900℃～950℃，并在該溫度下保溫1～1.5小時；保溫完成后，進行油淬、冷卻至室溫；

步驟7：回火處理：將步驟6獲得的淬火鋼錠置于加熱爐中，以8℃/min的升溫速度將爐溫升至320℃～370℃，并在該溫度下保溫2～3小時，保溫完成后，空冷至室溫，即得到所述的高性能TBM刀盤刮渣板用材料。

2.根據權利要求1所述的一種高性能TBM刀盤刮渣板用材料，其特征在于，以重量百分含量表示，所述高性能TBM刀盤刮渣板用材料的化學成分組成為：C為0.35%，Si為0.85%，Mn為1.15 %，Cr為1.95%，Mo為0.74%，S與P的總含量≤0.04%，余量為Fe。

3.權利要求1所述的一種高性能TBM刀盤刮渣板用材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：按照權利要求1的TBM刀盤刮渣板用材料的化學成分重量百分含量，計算原料配比并準備生鐵、鉻鐵、錳鐵和鉬鐵；

步驟2：熔煉、澆鑄：

將步驟1準備的生鐵與合金原料加熱熔化，然后對鋼液進行脫碳、脫硫和脫氧處理，接著將鋼液溫度調整在1580℃～1620℃之間，向鋼液中加入錳鐵、鉻鐵和鉬鐵進行熔煉并進行二次脫氧；調整得到的合金鋼液的化學成分達到設計要求后進行澆鑄形成鋼錠，緩慢冷卻至室溫；

步驟3：電渣重熔：將步驟2獲得的鋼錠進行電渣重熔，得電渣鋼錠；

步驟4：退火處理：將步驟3獲得的電渣鋼錠置于加熱爐內，將加熱爐內的溫度升高至840℃～860℃，并在該溫度下保溫4～6小時；保溫完成后，將爐內的溫度降至500℃以下，鋼錠出爐空冷至室溫；

步驟5：鍛造、退火：

將步驟4獲得的鋼錠進行拔長，模鍛成型，然后將模鍛件加熱至750℃～780℃，保溫3～5小時，保溫結束后，鋼錠出爐空冷至室溫；

步驟6：淬火處理：

將步驟5獲得的退火鋼錠置于加熱爐中，以8℃/min的升溫速度將爐溫升至900℃～950℃，并在該溫度下保溫1～1.5小時；保溫完成后，進行油淬、冷卻至室溫；

步驟7：回火處理：

將步驟6獲得的淬火鋼錠置于加熱爐中，以8℃/min的升溫速度將爐溫升至320℃～370℃，并在該溫度下保溫2～3小時，保溫完成后，空冷至室溫，即得到所述的高性能TBM刀盤刮渣板用材料。

4.根據權利要求3所述的一種高性能TBM刀盤刮渣板用材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2具體操作如下：

2a：在中頻爐中加入螢石、硅鈣合金熔化造渣，浮在鋼液表面保溫、脫硫、脫氧，并減少空氣中的氧進入鋼液，加入生鐵與合金原料，加熱直至爐內的原料全部熔化；所述合金原料為20CrMo、20鋼、45鋼、40Cr中的一種或幾種；

2b：然后將鋼液溫度調整在1580℃～1620℃之間，向鋼液中加入錳鐵、鉻鐵和鉬鐵進行熔煉；熔煉期間，不定時補充螢石與硅鈣合金，并向鋼液里加入鋁粉脫氧；

2c：取熔煉后的合金鋼液倒入模具，檢測其化學成分，對比設計要求的化學成分，向合金鋼液中加入碳粉、鉻鐵、鉬鐵調整合金鋼液的化學成分，待合金鋼液成分達到設計要求后，準備澆鑄；

2d：烘烤中間鋼包；

2e：將步驟2c得到的合金鋼液調整溫度至1620℃，將合金鋼液轉移至中間鋼包后，在合金鋼液表面添加硅鐵粉，脫氧鎮定2分鐘，采用底部澆鑄的方法將合金鋼液澆注到模具中形成鋼錠，緩慢冷卻至室溫。