[发明专利]原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈及制备方法

权利要求书

1.一种原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈，其特征在于，所述原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈按照质量百分比计，由C：0.32～0.45％，Si：0.80～1.20％，Mn：0.20～0.50％，Cr：4.75～5.50％，Mo：1.10～1.75％，V：0.80～1.20％，P≤0.030％，S≤0.030％，Nb：5％～20％，以及余量Fe制备而成。

2.如权利要求1所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈，其特征在于，所述原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈基体硬度≥60HRC，冲击韧性≥20J/cm²。

3.如权利要求1所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈，其特征在于，作为改进，所述原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈原料采用45#钢，并通过添加中间合金调整合金各元素含量比例。

4.一种实施如权利要求1～3任意一项所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法，其特征在于，所述原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法包括：

通过原位生成法根据H13钢的成分配置生成出含5vol％NbC、10vol％NbC、15vol％NbC、20vol％NbC，并采用离心铸造工艺制备出盾构机复合滚刀刀圈。

5.如权利要求4所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法，其特征在于，所述原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法包括以下步骤：

步骤一，配置原料在电频感应炉中熔炼；

步骤二，进行保温层设计和铸型的预热；

步骤三，进行浇注时的温度设定；

步骤四，进行离心铸造工艺转速设定；

步骤五，对复合刀圈进行热处理。

6.如权利要求5所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的保温层设计包括：

采用水玻璃砂作为保温层，通过环状模具镶嵌入铸型中，将混好的水玻璃砂填充到间隙中，吹二氧化碳气体使保温层凝固完全后取出模具，保证保温砂层的圆整性和同一性；其中，所述保温层的厚度为15mm。

7.如权利要求5所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的铸型的预热包括：

金属液浇注前需要对铸型进行预热处理，降低金属液与铸型间的温度差，采用煤气喷枪将铸型加热至150～250℃。

8.如权利要求5所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法，其特征在于，所述步骤三中的浇注时的温度设定包括：

将金属液浇注温度设置为1500～1550℃。

9.如权利要求5所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法，其特征在于，所述步骤四中的离心铸造工艺转速设定包括：

初始离心转速为380r/min，最终离心转速800r/min。

10.如权利要求5所述的原位自生陶瓷颗粒增强钢复合滚刀刀圈的制备方法，其特征在于，所述步骤五中的对复合刀圈进行热处理包括：

(1)退火工艺以40℃/h将其加热到650℃，保温0.5h后，再以30℃/h加热到1175℃，保温2h后，直接出炉空冷；

(2)以30℃/h将其加热到850℃，保温1h后，再以40℃/h加热到1050℃，保温0.5h后，直接出油冷淬火；

(3)回火温度以40℃/h升温至600℃，保温1h，随炉空冷降温至室温；在以40℃/h升温至580℃进行二次回火，保温1h，随炉空冷降温至室温。