[發明專利]一種復合強化型盾構機刀圈及工藝方法

有效

• 申請號: 202011104463.4
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112342367B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 李勇;劉福廣;米紫昊;韓天鵬;楊二娟;劉剛
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B23P15/28
• 分類號: B23P15/28;B23P15/00;C23C24/10;E21D9/08;C21D10/00;C21D9/00;C21D1/18
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種復合強化型盾構機刀圈的制備工藝方法，所述刀圈的刀刃部位結構從內到外包括金屬本體、防軟化層和強化耐磨層；

其特征在于：所述的制備工藝方法，包括刀圈表面下沉加工、低功率激光熔覆防軟化層、激光熔覆厚強化耐磨層、整體淬火熱處理和機加工至設計尺寸，具體方法包括如下步驟：

步驟1：對于成品刀圈進行激光表面強化，需通過機加工將刀圈刀刃的工作面部分進行下沉加工，刀刃中心剩余部位作為主要承載部位；

步驟2：在刀圈表面采用低功率激光熔覆工藝或高速熔覆工藝在下沉加工的表面熔覆防軟化層，防軟化層粉末材料選擇625鎳基合金、NiAl系列、NiCr系列或NiCrWMo系列合金粉末，需要控制熱輸入；所述低功率激光熔覆工藝中激光功率不超過1.5kw；

步驟3：在防軟化層表面采用激光熔覆工藝制備厚度比防軟化層厚的強化耐磨層，強化耐磨層材料為W6Mo5Cr4V2、W7Mo4Cr4V2Co5 BSi、W6Mo5Cr4V2Al BSi或W10Mo4Cr4Val BSi，并保障最終熔覆成型后的刀刃尺寸大于刀圈設計尺寸，為后期刀圈加工留足余量，余量高度為0.1～0.5mm；

步驟4：對刀圈整體進行淬火熱處理，淬火處理以H13鋼的熱處理工藝為主，主要保障刀刃芯部的硬度，淬火工藝為，進行1060℃～1100℃淬火和300℃～630℃回火；

步驟5：將強化耐磨層表面的余高進行加工并達到原始設計尺寸和粗糙度。

2.根據權利要求1所述的一種復合強化型盾構機刀圈的制備工藝方法，其特征在于：所述刀圈最終尺寸符合刀圈原始結構設計，所述防軟化層厚度為0.3～1.5mm，防軟化層側面外部的強化耐磨層的厚度為1mm～5mm，刀刃頂部的強化耐磨層的厚度為0.5mm～7.5mm，強化耐磨層厚度比防軟化層厚度厚。

3.根據權利要求1所述的一種復合強化型盾構機刀圈的制備工藝方法，其特征在于：步驟1所述下沉加工中，刀刃兩側的徑向加工量H為10mm～30mm，刀刃兩側的加工深度A為2mm～5mm，下沉部位與未下沉部位保持30°～60°角過渡，刀刃頂部加工量B為2mm～8mm。

4.根據權利要求1所述的一種復合強化型盾構機刀圈的制備工藝方法，其特征在于：步驟2所述低功率激光熔覆工藝中，激光頭移動速度不低于8mm/s。

5.根據權利要求1所述的一種復合強化型盾構機刀圈的制備工藝方法，其特征在于：步驟5所述粗糙度不大于Ra1.6mm。

6.如權利要求1-5任一項所述的一種復合強化型盾構機刀圈的制備工藝方法所制備的刀圈。