[发明专利]一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法

权利要求书

1.一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于以下步骤：

(1)配制合金化粉末

配制合金化粉末，合金化粉末包括作为合金化涂层的基质材料的WC/Co粉末、作为分散剂的SiC/Co和作为增韧相的Y₂O₃，其中，SiC/Co和Y₂O₃添加量分别为10-15wt.％和0.5-1.5wt.％，其余为WC/Co粉末；

(2)制备糊状合金化粉末

将步骤(1)配置的WC/Co-SiC/Co-Y₂O₃合金化粉末放置于真空球磨机中低速混合球磨8-15h，保证其成分均匀化；球磨后，将其放置于溶剂和粘结剂的混合物中，将合金化粉末调制成糊状；

(3)对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理

3.1)将盾构隧道掘进机滚刀刀圈夹持于激光器工作台上，用砂纸打磨滚刀刀圈，去除其表面氧化皮和污物，并用溶液清洗表面；

3.2)将步骤(2)得到的糊状的纳米WC/Co-SiC/Co-Y₂O₃合金粉末均匀涂刷于滚刀刀圈表面，其层厚控制在0.2-0.5mm范围内；

3.3)涂层自然干燥后，启动激光器和数控机床对滚刀刀圈加工原点进行定位；在大气环境下按照单螺旋扫描轨迹对滚刀刀圈进行随形激光合金化处理；完成滚刀刀圈一面激光合金化处理后，将其翻转至另一面，重新对其进行原点定位，并按照与上述相同的扫描轨迹和工艺参数，对此面进行表面激光合金化处理；采用的工艺参数为激光功率2.0-3.0kW，光斑直径3-5mm，线扫描速度4-10mm/s，搭接量20-30％；

(4)激光合金化后续处理

将步骤(3)进行激光合金化处理后的滚刀刀圈置于箱式炉中，在200-300℃温度下保温3-5h后，随炉冷却。

2.根据权利要求1所述的一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的WC/Co粉末粒度为60-100nm，SiC/Co粒度为80-120nm，Y₂O₃粒度为45-180μm。

3.根据权利要求1或2所述的一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的溶剂和粘结剂的体积比为100:6，溶剂为无水乙醇，粘结剂为紫胶。

4.根据权利要求1或2所述的一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的真空球磨机转速为150-300r/min。

5.根据权利要求3所述的一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的真空球磨机转速为150-300r/min。

6.根据权利要求1或2或5所述的一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于，步骤3.1)所述的溶液为丙酮溶液。

7.根据权利要求3所述的一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于，步骤3.1)所述的溶液为丙酮溶液。

8.根据权利要求4所述的一种对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理的方法，其特征在于，步骤3.1)所述的溶液为丙酮溶液。