[发明专利]一种盾构刀具用等离子弧堆焊碳化钨刀圈的制作工艺

说明书

本发明公开了一种盾构刀具用等离子弧堆焊碳化钨刀圈的制作工艺，属于盾构刀具技术领域。本发明的一种盾构刀具用等离子弧堆焊碳化钨刀圈的制作工艺，步骤一、以等离子弧作为热源，由送粉器向堆焊枪供粉，吹入电弧中，应用等离子弧产生的高温将碳化钨纳米粉与刀圈外缘表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、随堆焊枪和刀圈本体的相对移动，等离子弧离开后液态合金逐渐凝固，形成一层耐磨堆焊层；步骤二、翻转刀圈本体，重复步骤一在刀圈外缘的另一面熔敷一层耐磨堆焊层。本发明解决了盾构刀具耐磨性能和抗冲击性较差的问题。

技术领域

本发明涉及盾构刀具技术领域，尤其涉及一种盾构刀具用等离子弧堆焊碳化钨刀圈的制作工艺。

背景技术

当前我国各大城市正蓬勃建设轨道交通工程，盾构法由于其无可比拟的优势，在轨道交通隧道建设中取得广泛应用。随着线路的持续修建和加密，盾构掘进过程中遭遇已有建(构)筑物桩基等地下障碍物的情况时有发生。由于现有的盾构刀具在设计时并未考虑切削钢筋混凝土桩基的问题，也基本不具备直接切桩的能力，因此一般采取桩基托换后人工截桩、拆除上部结构后拔桩、开挖竖井后人工凿桩等传统方法事先移除障碍桩。这些传统方法虽然简单、安全，但成本高、影响环境大、工期长，因此，若能通过改进刀具，使得盾构直接切削钢筋混凝土桩基成为可能，将对节省工程投资、减小周边环境影响、缩短工期等方面具有重要意义，经济和社会效益显著。

轨道交通线路一般均经过商业中心、密集住宅区、大型公共场所等城市核心区域，而这些地方往往存在高耸的建筑物或大型桥梁，其桩基础也通常较深、较粗。对于切削较粗的大直径桩基，其最大难点在于如何切断其中的粗钢筋，这是现有的常规刀具几乎无法做到的；第二大难点是需要切削大体量的含粗骨料的混凝土，这给刀具的耐磨性能和抗冲击性能提出了巨大挑战。

经检索，中国专利申请，公开号：CN103668100A，公开日：2014.03.26，公开了一种等离子体处理盾构刀具的方法，包括如下步骤：对盾构刀具进行前期处理，包括对盾构刀具进行表面抛光、超声清洗和烘干处理；将烘干处理后的盾构刀具输送至第一预真空室并对盾构刀具进行抽真空处理；将抽真空处理后的盾构刀具输送至等离子体处理系统并对盾构刀具进行等离子体处理，在盾构刀具的表面沉积薄膜材料；将等离子体处理后的盾构刀具输送至第二预真空室进行真空静置处理，输送至出料台；对真空静置处理后的盾构刀具进行成品检测。该发明的工艺过程中无量化指标，而且沉积的薄膜材料侧重于弹性缓冲，应用于复杂工矿时，使用寿命有限。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中存在盾构刀具耐磨性能和抗冲击性较差的问题，本发明提供了一种盾构刀具用等离子弧堆焊碳化钨刀圈的制作工艺。它通过在刀圈外缘两侧用等离子弧堆焊的方法熔敷有一层耐磨堆焊层，达到提高刀具的耐磨、耐高温、耐腐蚀性或耐冲击性的目的。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种盾构刀具用等离子弧堆焊碳化钨刀圈的制作工艺，步骤为：

步骤一、以等离子弧作为热源，由送粉器向堆焊枪供粉，吹入电弧中，应用等离子弧产生的高温将碳化钨纳米粉与刀圈外缘表面迅速加热并一起熔化、混合、扩散、随堆焊枪和刀圈本体的相对移动，等离子弧离开后液态合金逐渐凝固，形成一层耐磨堆焊层；

步骤二、翻转刀圈本体，重复步骤一在刀圈外缘的另一面熔敷一层耐磨堆焊层。

进一步的技术方案，堆焊枪为3D机械手堆焊枪；所述耐磨堆焊层的厚度为3～5mm；所述刀圈外缘的宽度为刀圈本体直径的1/6～1/5。

进一步的技术方案，所述碳化钨粉末为纳米级粉末。

进一步的技术方案，纳米级碳化钨粉末通过真空冷冻工艺制得。

进一步的技术方案，纳米级碳化钨粉末的制作工艺为：