本發(fā)明涉及盾構(gòu)刀具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種球齒狀盾構(gòu)刀具及其刀圈材料和熱處理工藝。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)切削刀具主要用于地鐵、隧道的盾構(gòu)機掘進，其結(jié)構(gòu)是在刀體的前面焊接一排或兩排以上圓柱狀合金。當(dāng)盾構(gòu)刀具隨刀盤沿圓周方向轉(zhuǎn)動時，開始切削，遇砂卵石時容易出現(xiàn)刀體磨損過快和合金崩裂現(xiàn)象，但當(dāng)逆時針轉(zhuǎn)動時，背部受到物體的嚴(yán)重磨損，就會造成刀體背角面嚴(yán)重磨損后沖擊掉主合金造成刀具報廢。因此，有必要對盾構(gòu)刀具的耐磨性能進行改良，通過對盾構(gòu)刀具的結(jié)構(gòu)性能進行改進，提高盾構(gòu)刀具的耐磨性能，降低盾構(gòu)刀具在采挖過程中的磨損程度，相應(yīng)地延長盾構(gòu)刀具的使用壽命，降低維護或更換成本。

中國發(fā)明專利，公開號：204476417U，公開日：2015年7月15日，涉及新型耐磨盾構(gòu)刀具，包括盾構(gòu)刀體和硬質(zhì)合金塊，所述盾構(gòu)刀體包括設(shè)置在盾構(gòu)刀體上的數(shù)條合金槽，所述硬質(zhì)合金塊嵌入設(shè)置在所述的合金槽內(nèi)，在所述盾構(gòu)刀體與切削物體接觸的工作面上設(shè)置碳化鎢顆粒耐磨層，所述碳化鎢顆粒耐磨層包括金屬基體和碳化鎢顆粒，所述碳化鎢顆粒包覆設(shè)置于金屬基體內(nèi)。本發(fā)明提供的新型耐磨盾構(gòu)刀具，碳化鎢顆粒耐磨層焊接在刀體的工作面上，有效保證了盾構(gòu)刀具在作業(yè)時的耐磨性能；延長了盾構(gòu)刀具的使用壽命，降低了更換或維修成本。其不足之處是：該專利的盾構(gòu)刀具實質(zhì)上是利用碳化鎢顆粒耐磨層的耐磨性能提高了刀具的整體使用壽命，工藝復(fù)雜，造價較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的盾構(gòu)刀具耐磨性能差的問題，本發(fā)明提供了一種球齒狀盾構(gòu)刀具及其刀圈材料和熱處理工藝。它可以提高盾構(gòu)刀具的耐磨性能，延長刀具整體的使用壽命。

2.技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種球齒狀盾構(gòu)刀具，它包括刀體和刀圈，刀體和刀圈均為圓環(huán)狀，刀圈內(nèi)表面與刀體的外表面連接，刀體為圓環(huán)狀，刀圈的側(cè)面上均勻設(shè)有塊槽，塊槽內(nèi)設(shè)有塊齒，塊齒高于刀圈的側(cè)面。

優(yōu)選地，所述的塊槽的形狀為長方體，塊槽內(nèi)嵌在刀圈的側(cè)面上，塊齒通過釬焊固定在塊槽內(nèi)。

優(yōu)選地，所述的球齒包括球齒柱和球齒面，球齒面高于刀圈的外表面，球齒柱位于刀圈的塊槽內(nèi)。

優(yōu)選地，刀體包括刀體內(nèi)圈，刀體內(nèi)圈高于刀體的表面。

優(yōu)選地，所述的塊齒高出刀圈側(cè)面1-10mm。

優(yōu)選地，刀體內(nèi)圈的內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)圈槽，內(nèi)圈槽呈環(huán)狀分布在刀體內(nèi)圈的內(nèi)表面上。

優(yōu)選地，刀圈圓周的外表面上設(shè)有倒角。

一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，它的化學(xué)元素重量組份為：C：0.46份；Si：0.91份；Mn：0.39份；P：0.009份；S：0.002份；Cr：4.39份；Ni：0.14份；Cu：0.02份；Mo：1.24份；V：1.15份，余量為Fe。

一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈熱處理工藝，包括以下步驟：

A、將權(quán)利要求1所述的一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈放置在真空爐內(nèi)；

B、在1h內(nèi)勻速加熱到660℃，在660℃保溫2h；

C、在1h內(nèi)由660℃勻速加熱到870℃，在870℃保溫2h；

D、在0.5-1h內(nèi)，從870℃勻速加熱到1050℃，1050℃保溫0.5-1h；

E、從1050℃在0.5-1h內(nèi)降溫至0℃，刀具從爐內(nèi)調(diào)出風(fēng)冷后；

F、刀圈再次放入爐內(nèi)，回火兩次即可。

優(yōu)選地，步驟F中回火的步驟為：0℃勻速升溫至370℃，在370℃保溫0-15min，勻速加溫至550℃，在550℃保溫2h；從550℃勻速降溫至0℃，停留1h。

3.有益效果

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明有效保證了盾構(gòu)刀具在作業(yè)時的耐磨性能延長了盾構(gòu)刀具的使用壽命，降低了更換或維修成本；

(2)本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，利用刀體和刀圈的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將刀具制成圓環(huán)狀，在刀圈的側(cè)面上均勻設(shè)有塊槽，塊槽內(nèi)設(shè)有塊齒，塊齒高于刀圈的側(cè)面，對巖土進行破壞掘進，以實現(xiàn)挖掘巖石層的效果；

(3)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，在刀圈的側(cè)面上均勻設(shè)有與塊齒相匹配的塊槽，用于裝載塊齒，塊槽設(shè)成與塊齒形狀相匹配的長方體，用于與塊齒密切吻合，便于刀具的裝配加工；

(4)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，刀圈側(cè)面上分布的塊齒高出刀圈側(cè)面1-10mm，使得刀圈側(cè)面凹凸不平整，在刀具使用過程中，與巖土接觸產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；

(5)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，刀盤上的固定孔用于固定盾構(gòu)機具上，固定孔的孔徑與螺栓直徑相匹配，便于利用螺栓通過道具上的刀盤固定孔，固定在盾構(gòu)機具上，用于地鐵、隧道施工掘進；

(6)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，塊齒高出刀圈側(cè)面1-10mm，使得刀圈側(cè)面凹凸不平整，在刀具使用過程中，與巖石、花崗巖和超硬石塊等巖石土層接觸時，產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；

(7)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，刀體內(nèi)圈的內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)圈槽，內(nèi)圈槽呈環(huán)狀分布在刀體內(nèi)圈的內(nèi)表面上，一方面增大了刀具連接的牢固性，另一方面增大了刀圈挖掘性能，內(nèi)圈槽便于固定刀具到挖掘機的刀具上，便于刀圈和刀圈外表面的塊齒一起施力，掘進堅硬的巖石；

(8)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，刀圈上的倒角進一步增加了刀圈的耐磨性能，和塊齒一起能夠掘進堅硬的巖石；

(9)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，硬度達到180HBW，用在刀圈上，答復(fù)提高了刀具的耐磨性能，延長刀具的使用壽命；

(10)本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具的熱處理工藝，經(jīng)過熱處理的盾構(gòu)刀具，硬度達到56-58HRC，提高了刀圈的硬度以及耐磨性能，延長了刀具的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的刀具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的刀圈熱處理工藝圖；

圖3為本發(fā)明的球齒結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為進一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作詳細描述。

一種球齒狀盾構(gòu)刀具，它包括刀體2和刀圈3，刀體2和刀圈3均為圓環(huán)狀，刀圈3內(nèi)表面與刀體2的外表面連接，其特征在于，刀體2為圓環(huán)狀，刀圈3的側(cè)面上均勻設(shè)有塊槽31，塊槽31內(nèi)設(shè)有塊齒，塊齒高于刀圈3的側(cè)面。

所述的塊槽31的形狀為長方體，塊槽31內(nèi)嵌在刀圈3的側(cè)面上，塊齒通過釬焊固定在塊槽31內(nèi)；所述的塊齒高出刀圈3側(cè)面1-10mm，可以選擇1mm、2mm、5mm、8mm、9mm或10mm等數(shù)值；刀體2包括刀體內(nèi)圈21，刀體內(nèi)圈21高于刀體2的表面；所述的塊齒高出刀圈3側(cè)面1-10mm，可以選擇1mm、2mm、5mm、8mm、9mm或10mm等數(shù)值；刀體內(nèi)圈21的內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)圈槽22，內(nèi)圈槽22呈環(huán)狀分布在刀體內(nèi)圈21的內(nèi)表面上；刀圈3圓周的外表面上設(shè)有倒角32。所述的球齒包括球齒柱12和球齒面11，球齒面11高于刀圈3的外表面，球齒柱12位于刀圈3的塊槽31內(nèi)，球齒柱12采用釬焊的方式固定在塊槽31內(nèi)，球齒面11對堅硬的巖石土質(zhì)進行挖掘，球齒面11能夠增大刀具與巖石的接觸面，提高挖掘的效率。

一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，它的化學(xué)元素重量組份為：C：0.46份；Si：0.91份；Mn：0.39份；P：0.009份；S：0.002份；Cr：4.39份；Ni：0.14份；Cu：0.02份；Mo：1.24份；V：1.15份，余量為Fe。

一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈熱處理工藝，包括以下步驟：

A、將以上所述的一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈放置在真空爐內(nèi)；

B、在1h內(nèi)勻速加熱到660℃，在660℃保溫2h；

C、在1h內(nèi)由660℃勻速加熱到870℃，在870℃保溫2h；

D、在0.5-1h內(nèi)，從870℃勻速加熱到1050℃，1050℃保溫0.5-1h；

E、從1050℃在0.5-1h內(nèi)降溫至0℃，刀具從爐內(nèi)調(diào)出風(fēng)冷后；

F、刀圈再次放入爐內(nèi)，回火兩次即可。

所述步驟F中回火的步驟為：0℃勻速升溫至370℃，在370℃保溫0-15min，勻速加溫至550℃，在550℃保溫2h；從550℃勻速降溫至0℃，停留1h。

實施例1

結(jié)合圖1-2，一種球齒狀盾構(gòu)刀具，它包括刀體2和刀圈3，刀體2和刀圈3均為圓環(huán)狀，刀圈3內(nèi)表面與刀體2的外表面連接，其特征在于，刀體2為圓環(huán)狀，刀圈3的側(cè)面上均勻設(shè)有塊槽31，塊槽31內(nèi)設(shè)有塊齒，塊齒高于刀圈3的側(cè)面。

所述的塊槽31的形狀為長方體，塊槽31內(nèi)嵌在刀圈3的側(cè)面上，塊齒通過釬焊固定在塊槽31內(nèi)；所述的塊齒高出刀圈3側(cè)面1-10mm；刀體2包括刀體內(nèi)圈21，刀體內(nèi)圈21高于刀體2的表面；所述的塊齒高出刀圈3側(cè)面1-10mm；刀體內(nèi)圈21的內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)圈槽22，內(nèi)圈槽22呈環(huán)狀分布在刀體內(nèi)圈21的內(nèi)表面上；刀圈3圓周的外表面上設(shè)有倒角32。

本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具，利用刀體和刀圈的圓環(huán)結(jié)構(gòu)，將刀具制成圓環(huán)狀，在刀圈的側(cè)面上均勻設(shè)有塊槽，塊槽內(nèi)設(shè)有塊齒，塊齒高于刀圈的側(cè)面，對巖土進行破壞掘進，以實現(xiàn)挖掘巖石層的效果；在刀圈的側(cè)面上均勻設(shè)有與塊齒相匹配的塊槽，用于裝載塊齒，塊槽設(shè)成與塊齒形狀相匹配的長方體，用于與塊齒密切吻合，便于刀具的裝配加工；刀圈側(cè)面上分布的塊齒高出刀圈側(cè)面1-10mm，使得刀圈側(cè)面凹凸不平整，在刀具使用過程中，與巖土接觸產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；刀盤上的固定孔用于固定盾構(gòu)機具上，固定孔的孔徑與螺栓直徑相匹配，便于利用螺栓通過道具上的刀盤固定孔，固定在盾構(gòu)機具上，用于地鐵、隧道施工掘進；塊齒高出刀圈側(cè)面1-10mm，使得刀圈側(cè)面凹凸不平整，在刀具使用過程中，與巖石、花崗巖和超硬石塊等巖石土層接觸時，產(chǎn)生阻力，以便巖石和土層的挖掘；刀體內(nèi)圈的內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)圈槽，內(nèi)圈槽呈環(huán)狀分布在刀體內(nèi)圈的內(nèi)表面上，一方面增大了刀具連接的牢固性，另一方面增大了刀圈挖掘性能，內(nèi)圈槽便于固定刀具到挖掘機的刀具上，便于刀圈和刀圈外表面的塊齒一起施力，掘進堅硬的巖石；刀圈上的倒角進一步增加了刀圈的耐磨性能，和塊齒一起能夠掘進堅硬的巖石。

實施例2

結(jié)合圖1-2，一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，它的化學(xué)元素重量組份為：C：0.46份；Si：0.91份；Mn：0.39份；P：0.009份；S：0.002份；Cr：4.39份；Ni：0.14份；Cu：0.02份；Mo：1.24份；V：1.15份，余量為Fe。

本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈材料，硬度達到180HBW，用在刀圈上，答復(fù)提高了刀具的耐磨性能，延長刀具的使用壽命。

實施例3

結(jié)合圖1-2，一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈熱處理工藝，包括以下步驟：

A、將以上所述的一種球齒狀盾構(gòu)刀具的刀圈放置在真空爐內(nèi)；

B、在1h內(nèi)勻速加熱到660℃，在660℃保溫2h；

C、在1h內(nèi)由660℃勻速加熱到870℃，在870℃保溫2h；

D、在0.5-1h內(nèi)，從870℃勻速加熱到1050℃，1050℃保溫0.5-1h；

E、從1050℃在0.5-1h內(nèi)降溫至0℃，刀具從爐內(nèi)調(diào)出風(fēng)冷后；

F、刀圈再次放入爐內(nèi)，回火兩次即可。

所述步驟F中回火的步驟為：0℃勻速升溫至370℃，在370℃保溫0-15min，勻速加溫至550℃，在550℃保溫2h；從550℃勻速降溫至0℃，停留1h。

本發(fā)明本發(fā)明的一種球齒狀盾構(gòu)刀具的熱處理工藝，經(jīng)過熱處理的盾構(gòu)刀具，硬度達到56-58HRC，提高了刀圈的硬度以及耐磨性能，延長了刀具的使用壽命。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。