[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

摘要

本发明提供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，属于材料表面改性技术领域。步骤包括：1)配置WC/Co‑SiC/Co‑Y₂O₃的合金化粉末；2)将合金化粉末真空球磨后，用无水乙醇和紫胶将其调制成糊状；3)对盾构隧道掘进机滚刀刀圈进行表面激光合金化处理；4)将合金化处理后的滚刀刀圈置于箱式炉中，200‑300℃温度下保温3‑5h后，随炉冷却。本发明得到具有合金化层的滚刀刀圈，可满足滚刀刀圈在强挤压、大扭矩、强冲击、高磨损复杂条件下服役的综合性能要求；工艺简单、成本低、效率高。

主权项

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。