[发明专利]一种增加强度的盾构机刀圈加工工艺

说明书

本发明公开了一种增加强度的盾构机刀圈加工工艺，属于盾构机刀具领域，其技术方案要点是包括以下步骤：步骤S1：电渣重熔，利用电渣炉将钢锭重熔成电渣锭；步骤S2：开坯，利用电液锤将电渣锭进行锻造成元棒料；步骤S3：切割；步骤S4：自由锻，对棒料坯进行到镦粗；步骤S5：模锻；步骤S6：碾环；步骤S7：粗检；步骤S8：球化退火；步骤S9：再检；步骤S10：粗车；步骤S11：淬火；步骤S12：精简，将刀圈冷却后检测刀圈的外径、内径、内圈厚度、外圈厚度。本发明具有增强刀具结构的效果。

技术领域

本发明涉及盾构机刀具技术领域，更具体地说，它涉及一种增加强度的盾构机刀圈加工工艺。

背景技术

盾构切削刀具主要用于地铁、隧道的盾构机掘进，其结构是在刀体的前面焊接一排或两排以上圆柱状合金。当盾构刀具随刀盘沿圆周方向转动时，开始切削，遇砂卵石时容易出现刀体磨损过快和合金崩裂现象，但当逆时针转动时，背部受到物体的严重磨损，就会造成刀体背角面严重磨损后冲击掉主合金造成刀具报废。因此，有必要对盾构刀具的耐磨性能进行改良，通过对盾构刀具的结构性能进行改进，提高盾构刀具的耐磨性能，降低盾构刀具在采挖过程中的磨损程度，相应地延长盾构刀具的使用寿命，降低维护或更换成本。

目前，公告号为CN108044317A的中国发明专利申请公开了一种高耐磨性盾构机滚刀圈的加工工艺，主要包括以下步骤：步骤一、依次在滚刀圈的纵向过渡段、横向过渡段和正面区域上开设光滑连通的固定凹槽；步骤二、对滚刀圈进行加热处理，然后采用不锈钢合金焊条在固定凹槽的各侧内壁上均匀焊接一层不锈钢合金；步骤三、步骤二结束后，采用硬质合金焊条在固定凹槽内焊接硬质合金；焊接结束后对滚刀圈进行保温处理。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：刀具加工过程中，刀具受到的不只有摩擦力，还有较大的加压力，容易产生形变。

发明内容

本发明目的在于提供一种增加强度的盾构机刀圈加工工艺，对钢锭进行电渣重熔，从而使刀具结构强度更高。

本发明为了实现上述目的，提供了如下技术方案：一种增加强度的盾构机刀圈加工工艺，包括以下步骤：步骤S1：电渣重熔，利用电渣炉将钢锭重熔成电渣锭；步骤S2：开坯，利用电液锤将电渣锭进行锻造，使成形为圆柱状的元棒料；步骤S3：切割，按照重量对元棒料进行切割，切割成棒料坯；步骤S4：自由锻，加热棒料坯，然后对棒料坯进行到镦粗，使其成为圆盘状的粗胚；步骤S5：模锻，将粗胚放置于锻模上，然后再利用压力机将粗胚锻压成形为粗成形坯，所述粗成形坯中心位置锻压成形有中心孔，其外圈的厚度小于其靠近中心位置的厚度；步骤S6：碾环，将粗成形坯安装于碾环机上，利用碾环机对碾环使其中心孔的孔径扩大和外径扩大，将粗成形坯碾环呈成型坯；步骤S7：粗检，检测成型坯的外径和内径是否符合要求；步骤S8：球化退火，将粗检合格的成型坯放置于电炉中，对成型坯进行球化退火；步骤S9：再检，将球化退火完成后的成型坯冷却至常温后，检测成型坯的外径、内径、内圈厚度、外圈厚度和质量进行检测；步骤S10：粗车，车床对成型坯进行粗车成型为刀圈；步骤S11：淬火，将刀圈放置于淬火炉中进行淬火；步骤S12：精简，将刀圈冷却后检测刀圈的外径、内径、内圈厚度、外圈厚度。

通过采用上述技术方案，对钢锭进行电渣重熔，提纯金属并获得洁净组织均匀致密的电渣锭。经电渣重熔的钢，纯度高、含硫低、非金属夹杂物少、钢锭表面光滑、洁净均匀致密、金相组织和化学成分均匀，所以刀具结构强度更高；将电渣锭锻造呈圆柱状的元棒料，便于计算元棒料的体积，进而方方便安装体积进行切割所需质量的棒料坯；利用自由锻消除棒料坯内缩孔、 缩松、气孔等缺陷，使棒料坯具有更高的力学性能，并且镦粗后的粗胚呈扁平状，方便后续的模锻；然后将粗成形坯碾环呈成型坯，对成型坯球化退火，从而降低硬度，改善切削加工性能，并为淬火做组织准备，然后淬火增加刀圈的硬度，增加刀圈的材料强度，使其可以承受更强的应力，降低刀圈出现形变的可能性。

本发明进一步设置为：于步骤S3中，切割前先对元棒料进行退火处理。