[发明专利]一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀及其制作工艺

权利要求书

1.一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀，其特征在于：包括刀具基体，刀具基体呈矩形块状结构，刀具基体上表面沿长度方向均匀间隔开设有若干条安装槽，每条安装槽的长度方向均与刀具基体的宽度方向一致，每条安装槽内均通过钎焊的方式设有硬质合金支撑和异形金刚石复合片，异形金刚石复合片底面与硬质合金支撑顶面通过钎焊焊接为一体；

刀具基体采用易焊接的高韧性低碳材料，硬质合金支撑采用钴与碳化钨混合的（CO+WC）硬质合金材料，异形金刚石复合片采用高磨蚀性的金刚石粉末与硬质合金复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀，其特征在于：刀具基体长度方向上的两侧表面上均焊接有第一耐磨网格，第一耐磨网格上侧边沿刀具基体的上表面向邻近的安装槽延伸形成横截面L型结构，相邻两条安装槽之间的刀具基体上表面均焊接有第二耐磨网格。

3.根据权利要求1或2所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀，其特征在于：异形金刚石复合片包括硬质合金基体和聚晶金刚石耐磨层，聚晶金刚石耐磨层固定设置在硬质合金基体上表面，硬质合金基体底面与硬质合金支撑顶面通过钎焊焊接为一体，聚晶金刚石耐磨层厚度1-2mm，聚晶金刚石耐磨层的上表面与第二耐磨网格的上表面齐平。

4.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀，其特征在于：刀具基体按重量分配包括以下组分：C：0.12-0.18%，Si：0.2-0.4%，Mn：0.18-0.35%，S：≤0.02%，P：≤0.02%，余量为铁。

5.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀，其特征在于：硬质合金支撑按重量分配包括以下组分：硬质合金支撑，按图纸要求加工硬质合金基体，其中WC的重量含量为80%-88%，Co的重量含量为12%-20%。

6.根据权利要求5所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀，其特征在于：刀具基体底面的四条边处均设有用于焊接的倒角坡口。

7.采用如权利要求6所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀的制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）刀具基体的尺寸按图纸加工，先在刀具基体表面焊接耐磨网格，采用退火工艺进行去应力处理；

（2）对异形金刚石复合片进行制作；

（3）对刀具基体、硬质合金支撑和异形金刚石复合片进行钎焊；

（4）钎焊后迅速进行保温缓冷处理；

（5）钎焊后对金刚石耐磨保护刀整体去应力处理。

8.根据权利要求7所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀的制作工艺，其特征在于：步骤（1）中的刀具基体按图纸加工，加工后退火工艺进行去应力处理，以100℃/h-110℃/h的速度从室温加热至700-750℃，保温60min后随炉冷却。

9.根据权利要求8所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀的制作工艺，其特征在于：步骤（2）中的对异形金刚石复合片进行制作，具体制作步骤为：

A、异形金刚石复合片组装：先将普通金刚石微粉、Co粉及重量为0.5%-1% Si粉，充分混合均匀形成金刚石粉末；

B、将金刚石粉末和硬质合金复合材料组装在叶腊石块中，金刚石粉末和硬质合金复合材料采用内锆杯和外钼杯的双金属杯结构，硬质合金厚度5-10mm，锆杯壁厚0.6-1.5mm，钼杯壁厚0.5-1.0mm；内锆杯与金刚石层接触，外钼杯内表面与内锆杯外表面接触。

10.根据权利要求9所述的一种盾构机刀盘金刚石耐磨保护刀的制作工艺，其特征在于：步骤（3）中的对刀具基体、硬质合金支撑、异形金刚石复合片进行钎焊，采用银基焊料，其中含银量为35%-45%，为避免钎焊过程中金刚石复合片出现碳化现象，钎焊温度为600-650℃；

步骤（4）中的钎焊后迅速进行保温处理；其中冷却速度为50℃/h-100℃/h的速度从高温降至室温；

步骤（5）中的钎焊后金刚石耐磨保护刀整体去应力处理，以70℃/h-100℃/h的速度从室温加热至200-250℃，保温40-60min后自然冷却至室温。