[发明专利]一种刀轮刀圈的热熔处理方法

说明书

本发明适用于刀圈热熔处理技术，提供了本刀轮刀圈的热熔处理方法，其中进行粗车后的毛坯，先进行调质，即先进行淬火然后进行高温回火，这样经过调质处理后刀圈环形毛坯中含有大量的马氏体或贝氏体，这样能提高刀圈环状毛坯的刚性、硬度和韧性，然后对刀圈环形毛坯的刀圈刃口进行堆焊，这样能很好的提高刀圈环形毛坯的耐磨性，然后对工件进行退火处理，退火能有效减少残余应力，可以防止刀圈上的焊层开裂，退火的温度控制在300‑400摄氏度，这样既能消除应力又能保证刀圈硬度，自然冷却后的刀圈硬度值应在HRC58‑62，同时冲击功大于10，这样整个刀圈硬度高的同时韧性好，这样能满足刀轮刀圈开采隧道时需要的强度韧性要求。

技术领域

本发明属于刀圈热熔技术领域，尤其涉及一种刀轮刀圈的热熔处理方法。

背景技术

目前，随着我国现代化经济建设的高速发展，隧道工程建设事业正蓬勃兴起盾构掘进施工法得到广泛的应用，而盘形滚刀刀圈是盾构掘进机的专用工具，刀圈的寿命长短和对地质条件的适应性成为影响盾构机施工效率的重要因素之一。而国内盾构掘进机的盘形滚刀刀圈多采用合金钢制造，利用电炉冶炼+LF精炼+真空脱气+电渣重熔的电渣锭加工出的滚刀刀圈，经过热处理后其硬度可以达到HRC54-56。此硬度值可以满足对软岩石的掘进，但遇到硬岩其硬度值达不到要求，刀圈的耐磨性差，刀圈易出现卷边失效缺陷。这些滚刀刀圈存在适应范围狭窄，遇到复杂地层容易发生断裂和耐磨性差等缺点，为实现一种硬度和韧性匹配的刀圈，使用到过赢冷压处理、热熔处理以及热熔镶齿处理等工艺，而这些工艺在初步阶段均使用到热处理调质处理，如何做好热处理，对刀圈的硬度和韧性起到关键作用。在应对一些特殊情形下，如果想顺利挖掘，其刀圈的硬度值需要达到HRC58-60，即硬度要求高，但是现有的热处理技术，无法做到刀圈硬度高的同时保持高韧性好。

发明内容

本发明实施例提供一种刀轮刀圈的热熔处理方法，旨在解决无法保证整个刀圈硬度高的同时韧性好的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种刀轮刀圈的热熔处理方法，包括以下步骤：

S1：刀圈环形毛坯：将C、Mn、Cr、Si、Mo、V、Fe、Ni材料按照比例混合后倒入温度为1550℃的冶炼炉中熔炼制成钢锭，然后根据刀圈的需要进行下料，用锻模进行末端制成刀圈毛坯，再将刀圈毛坯放置加热炉内，加热炉采用阶梯升温加热刀圈毛坯至850℃-1000℃，然后在炉内保温3.5-4小时，然后以2℃-4℃/min的速度降温，当炉内温度降至350℃-500℃，再保温2.5-3小时，在以2℃-4℃/min的速度降温，当刀圈毛坯温度降为200℃-275℃将刀圈毛坯移放入大气内冷却退火，冷却至常温状态；

S2：粗车：根据设计要求对刀圈环状毛坯进行装夹找正，加工刀圈部的端面、刃口和内孔，并保证相应尺寸的公差及粗糙度要求；

S3：调质：即先进行淬火然后进行高温回火，其中，将刀圈环状毛坯置于真空炉中进行真空淬火，经过快速冷却的刀圈环状毛坯在置于回火炉内进行高温回火；

S4：刀圈刃口堆焊：将堆焊材料均匀堆焊于刃口至刀圈内孔2-5mm表面；

S5：去应力退火：将经过堆焊处理的刀圈环状毛坯置于去应力退火中进行去应力退火，温度控制在300-400摄氏度；

S6：自然冷却：经过去应力退火工艺处理的刀圈环状毛坯，置于环境温度下自然冷却；

S7：精加工与装配：热处理结束后将刀圈装配在滚刀上。

更进一步地，所述S3中真空淬火的温度保持在850℃-950℃，真空淬火的淬火介质选用惰性气体。

更进一步地，所述S3中高温回火的温度控制在350℃-450℃的范围内。

更进一步地，所述S2中的粗车后的端面粗糙度为3.2微米。