一种盾构机刀圈加工热处理工艺
阅读说明：本技术 一种盾构机刀圈加工热处理工艺 (Shield tunneling machine cutter ring machining heat treatment process ) 是由 吕俊 冯宝倪 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种盾构机刀圈加工热处理工艺,包括有以下步骤：步骤(1)电渣重熔生产钢锭；步骤(2)锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造,锻造比＞3.3；步骤(3)退火：将经上述处理后的锻件空冷至345-355℃后,升温至855-875℃,一次保温,保温1-3h,随炉冷至室温；步骤(4)真空淬火、回火：将锻件置于真空热处理炉进行真空淬火,淬火温度1050-1070℃,保温0.2-2h,回火,回火温度为545-555℃,保温后空冷,回火次数2-3次；通过本发明工艺,能够生产出结晶组织优良的盾构机刀圈,细化了晶粒,提高了材料的锻造性能,本发明工艺能够有效提高刀圈淬硬层深度。(The invention discloses a shield machine cutter ring processing heat treatment process, which comprises the following steps: step (1), electroslag remelting is carried out to produce steel ingots; step (2) forging: forging the steel ingot by adopting a press machine with more than 8000t, wherein the forging ratio is more than 3.3; annealing in the step (3): air-cooling the processed forging to 345 ℃ and 355 ℃, heating to 855 ℃ and 875 ℃, preserving heat for 1-3h, and cooling to room temperature along with the furnace; step (4) vacuum quenching and tempering: placing the forge piece in a vacuum heat treatment furnace for vacuum quenching, wherein the quenching temperature is 1050-; the process can produce the shield machine cutter ring with excellent crystalline structure, refine crystal grains and improve the forging performance of materials, and can effectively improve the depth of the hardened layer of the cutter ring.)
技术领域
本发明涉及盾构机机械材料加工技术领域，具体地说尤其涉及一种盾构机刀圈加工热处理工艺。
背景技术
随着国民经济的蓬勃发展，国内外机械化水平越来越高，地铁、隧道的开凿，盾构机也随之而生，它是以液压马达驱动刀盘旋转，刀盘装有刀圈挖掘泥土，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转带动刀圈切削泥土，被切下的泥土充满泥土仓，此时开启螺旋输送机将切削下来的泥土送到皮带传送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，在通过竖井运至地面。
由于盾构机工作环境腐蚀性强，掘进砂石、泥土、岩石等，所以不但要求盾构刀具有超高的硬度（HRC55-58），还要具有高的耐磨性和超高的冲击韧性(20-30J/CM2)，高硬度性能才可保证有效掘进，高的耐磨性可延长使用寿命，高的冲击韧性可减少或避免打刀崩刀，现有材料难以同时满足高硬度、高耐磨性、高冲击韧性。
发明内容
本发明的目的在于提出一种盾构机刀圈加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明通过如下技术手段实现：
一种盾构机刀圈加工热处理工艺，包括有以下步骤：
步骤（1），电渣重熔生产钢锭：材料制备，采用三相电渣炉、结晶器进行电渣锭冶炼；
步骤（2），锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造，锻造比＞3.3，重机打碎铸态组织；
步骤（3），退火：将经上述处理后的锻件空冷至345-355℃后，升温至855-875℃，然后进行一次保温，保温1-3h，随炉冷至室温；
步骤（4），真空淬火、回火：将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1050-1070℃，保温0.2-2h，然后回火，回火温度为545-555℃，保温2-3h后空冷，回火次数2-3次。
进一步地，所述步骤（1）中盾构机刀圈材料制备成分包括有：C 0.45-0.55%、Si0.75-0.85%、Mn 0.35-0.45%、P≤0.2%、S≤0.2%、Cr 5.8-6.2%、Mo 1.7-1.9%、V 1.4-1.6%、Ni 0.9-1.1%，其余为Fe。
进一步地，所述步骤（1）中盾构机刀圈材料制备成分包括有：C 0.5%、Si 0.8%、Mn0.4%、P≤0.2%、S≤0.2%、Cr 6.0%、Mo 1.8%、V 1.5%、Ni1.0%，其余为Fe。
进一步地，所述步骤（3）中，经上述处理后的锻件空冷至350℃后，升温至860℃，然后进行一次保温，保温2h，随炉冷至室温。
进一步地，所述步骤（4）中，将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1060℃，保温0.5h，然后回火，回火温度为550℃，保温2h后空冷，然后再加热至550℃，保温2h后空冷。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
通过本发明工艺，能够生产出结晶组织优良的盾构机刀圈，细化了晶粒，提高了材料的锻造性能，本发明工艺能够有效提高刀圈淬硬层深度，本发明工艺制备材料是本发明申请人与马钢钢研所、上钢钢研所联合对新型材料攻关，通过把钢的含碳量增加至0.5%左右，以及更变其他物料及相应配比，增加钢的淬透性，并有效提高钢的硬度及耐磨性，硬度可达到55-59，冲击韧性≥20J/CM2，而且通过合理配比Ni，能有效细化晶粒，使得盾构机刀圈具有硬度高、耐磨、不卷边、不开裂的特点，在隧道工程中广泛应用。
具体实施方式
：
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步说明：
具体实施例
为本发明的其中一种具体实施方式：
在本实施例中，一种盾构机刀圈加工热处理工艺，包括有以下步骤：
步骤（1），电渣重熔生产钢锭：材料制备，采用三相电渣炉、结晶器进行电渣锭冶炼；
步骤（2），锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造，锻造比＞3.3，重机打碎铸态组织；
步骤（3），退火：将经上述处理后的锻件空冷至345-355℃后，升温至855-875℃，然后进行一次保温，保温1-3h，随炉冷至室温；
步骤（4），真空淬火、回火：将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1050-1070℃，保温0.2-2h，然后回火，回火温度为545-555℃，保温2-3h后空冷，回火次数2-3次。
进一步地，所述步骤（1）中盾构机刀圈材料制备成分包括有：C 0.45-0.55%、Si0.75-0.85%、Mn 0.35-0.45%、P≤0.2%、S≤0.2%、Cr 5.8-6.2%、Mo 1.7-1.9%、V 1.4-1.6%、Ni 0.9-1.1%，其余为Fe。
进一步地，所述步骤（1）中盾构机刀圈材料制备成分包括有：C 0.5%、Si 0.8%、Mn0.4%、P≤0.2%、S≤0.2%、Cr 6.0%、Mo 1.8%、V 1.5%、Ni1.0%，其余为Fe。
进一步地，所述步骤（3）中，经上述处理后的锻件空冷至350℃后，升温至860℃，然后进行一次保温，保温2h，随炉冷至室温。
进一步地，所述步骤（4）中，将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1060℃，保温0.5h，然后回火，回火温度为550℃，保温2h后空冷，然后再加热至550℃，保温2h后空冷。
实施例1
一种盾构机刀圈加工热处理工艺，包括有以下步骤：
步骤（1），电渣重熔生产钢锭：材料制备，采用三相电渣炉、结晶器进行电渣锭冶炼；
步骤（2），锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造，锻造比3.5，重机打碎铸态组织；
步骤（3），退火：将经上述处理后的锻件空冷至345℃后，升温至855℃，然后进行一次保温，保温1h，随炉冷至室温；
步骤（4），真空淬火、回火：将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1050℃，保温1h，然后回火，回火温度为545℃，保温2h后空冷，回火次数2次。
实施例2
一种盾构机刀圈加工热处理工艺，包括有以下步骤：
步骤（1），电渣重熔生产钢锭：材料制备，采用三相电渣炉、结晶器进行电渣锭冶炼；
步骤（2），锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造，锻造比3.5，重机打碎铸态组织；
步骤（3），退火：将经上述处理后的锻件空冷至350℃后，升温至860℃，然后进行一次保温，保温2h，随炉冷至室温；
步骤（4），真空淬火、回火：将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1060℃，保温1h，然后回火，回火温度为550℃，保温2h后空冷，回火次数2次。
实施例3
一种盾构机刀圈加工热处理工艺，包括有以下步骤：
步骤（1），电渣重熔生产钢锭：材料制备，采用三相电渣炉、结晶器进行电渣锭冶炼；
步骤（2），锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造，锻造比3.5，重机打碎铸态组织；
步骤（3），退火：将经上述处理后的锻件空冷至350℃后，升温至860℃，然后进行一次保温，保温2h，随炉冷至室温；
步骤（4），真空淬火、回火：将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1060℃，保温0.5h，然后回火，回火温度为550℃，保温2h后空冷，回火次数3次。
实施例4
一种盾构机刀圈加工热处理工艺，包括有以下步骤：
步骤（1），电渣重熔生产钢锭：材料制备，采用三相电渣炉、结晶器进行电渣锭冶炼；
步骤（2），锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造，锻造比5，重机打碎铸态组织；
步骤（3），退火：将经上述处理后的锻件空冷至350℃后，升温至860℃，然后进行一次保温，保温2h，随炉冷至室温；
步骤（4），真空淬火、回火：将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1060℃，保温1h，然后回火，回火温度为550℃，保温2h后空冷，回火次数3次。
实施例5
一种盾构机刀圈加工热处理工艺，包括有以下步骤：
步骤（1），电渣重熔生产钢锭：材料制备，采用三相电渣炉、结晶器进行电渣锭冶炼；
步骤（2），锻造：采用8000t以上压力机对钢锭进行锻造，锻造比5.5，重机打碎铸态组织；
步骤（3），退火：将经上述处理后的锻件空冷至355℃后，升温至870℃，然后进行一次保温，保温2h，随炉冷至室温；
步骤（4），真空淬火、回火：将经上述处理后的锻件置于真空热处理炉进行真空淬火，淬火温度1065℃，保温0.5h，然后回火，回火温度为552℃，保温3h后空冷，回火次数2次。
实验证明，本发明工艺制备盾构机刀圈，硬度可达到55-59，冲击韧性≥20J/CM2，能够生产出结晶组织优良的盾构机刀圈，而且细化了盾构机刀圈晶粒，提高了材料的锻造性能，本发明工艺能够有效提高刀圈淬硬层深度，满足高硬度、高耐磨性、高冲击韧性的要求。
本发明所公开具体实施例落入本发明权利要求保护范围之内，为本发明的特征部分的具体下位实施范围，具体实施例保护内容仅仅是为本发明权利要求保护范围的说明，本发明保护范围不止于具体实施例保护内容，具体实施例保护内容不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有学术和科学术语具有本发明所属技术领域普通技术人员所理解的相同含义。
在相抵触的情况下，以本说明书中的定义为准。
除非另有说明，所有的百分数、份数、比例等都是以重量计。
当给出数值或数值范围、优选范围或一系列下限优选值和上限优选值时，应当理解其具体公开了由任何较小的范围限值或优选值和任何较大的范围限值或优选值的任何一对数值所形成的任何范围，而无论范围是否分别被公开。除非另有说明，在本说明书描述数值范围之处，所述的范围意图包括范围端值和范围内的所有整数和分数。
当术语“约”或“左右”用于描述数值或范围的端值时，所公开的内容应当是包括该具体数值或所涉及的端值。
采用“一”和“一个/种”的用法描述本发明的要素，这只是出于便利和为了给出本发明一般情况。除非另有明显表述，应将该说明理解为包括一个/种或至少一个/种。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种直齿轮生产用热处理设备