CN108914117A - 一种盾构机刀盘的强化方法及盾构机刀盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种盾构机刀盘的强化方法及盾构机刀盘，其中，盾构机刀盘的强化方法包括：清除刀盘表面的铁锈和油污；在激光照射下，由送粉喷嘴向刀盘磨损处喷送一层合金粉末，对所述刀盘磨损处进行一次或多次激光熔覆，使所述刀盘磨损处的表面形成激光熔覆层；激光熔覆完成后，使刀盘冷却至预设温度；在所述刀盘磨损处的表面涂覆耐磨涂层。本发明采用激光熔覆技术，能够对盾构机刀盘的磨损处进行有效强化，增强刀盘的韧性和耐磨性，延长刀盘的使用寿命。

Description

一种盾构机刀盘的强化方法及盾构机刀盘
技术领域
本发明涉及刀具修复领域，具体涉及一种盾构机刀盘的强化方法及盾构机刀盘。
背景技术
盾构机刀盘，尤其是刀盘上的刀具在使用过程中会不断磨损，尤其是遇到较硬的岩石层时磨损较快，导致刀盘修复次数增加，现有技术中，对盾构机刀盘的强化一般采用对刀盘的磨损处进行打磨和简单的热处理的方法来实现，但修复效果较差，难以满足对刀盘韧性和耐磨性的要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种盾构机刀盘的强化方法及盾构机刀盘。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种盾构机刀盘的强化方法，包括：
清除刀盘表面的铁锈和油污；
在激光照射下，由送粉喷嘴向刀盘磨损处喷送一层合金粉末，对所述刀盘磨损处进行一次或多次激光熔覆，使所述刀盘磨损处的表面形成激光熔覆层；
激光熔覆完成后，使刀盘冷却至预设温度；
在所述刀盘磨损处的表面涂覆耐磨涂层。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述激光的扫描速度为0.5m/s、频率为100Hz、脉宽为0.6ms、光斑直径为0.3mm、功率为1500W。
进一步，所述激光在所述刀盘磨损处的表面进行单道扫描。
进一步，所述合金粉末的成分为10％重量份的碳化铬合金、50％重量份的碳化钨合金和40％重量份的镍铬合金。
进一步，所述耐磨涂层为耐磨陶瓷涂料。
进一步，所述耐磨涂层的厚度为0～3mm。
进一步，所述涂覆耐磨涂层的方法为喷涂法、刷涂法或辊涂法。
本发明还提供一种采用上述的盾构机刀盘的强化方法得到盾构机刀盘。
本发明的有益效果是：采用激光熔覆技术，能够对盾构机刀盘的磨损处进行有效强化，增强刀盘的韧性和耐磨性，延长刀盘的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种盾构机刀盘的强化方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的一种盾构机刀盘的强化方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
S101、清除刀盘表面的铁锈和油污；
该步骤中，采用脉冲激光器清楚盾构机刀盘磨损处的表面的铁锈和油污。
S102、在激光照射下，由送粉喷嘴向刀盘磨损处喷送一层合金粉末，对所述刀盘磨损处进行一次或多次激光熔覆，使所述刀盘磨损处的表面形成激光熔覆层；
该步骤所采用的激光涂覆方法中，选用光纤激光器作为热源，利用机械臂控制激光光源在刀盘磨损处的表面做直线往复的单道扫描，同时，通过送粉喷嘴将合金粉末送至激光焦点处。
其中，激光的功率设置为1500W、激光焦距为400mm、扫描速度为0.5m/s、频率为100Hz、脉宽为0.6ms、光斑直径为0.3mm、合金粉末流量为80g/min。
刀盘磨损处每完成一次激光熔覆后，检查熔覆层厚度，可多次进行激光熔覆，直到熔覆层厚度达到8mm。
其中，合金粉末的成分为10％重量份的碳化铬合金、50％重量份的碳化钨合金和40％重量份的镍铬合金。
S103、激光熔覆完成后，使刀盘冷却至预设温度；
为了减少刀盘热应力，防止内部产生裂纹，在激光熔覆完成后，可用保温毯或石棉布保温，使刀盘和熔覆层缓慢冷却至一定温度。
S104、在所述刀盘磨损处的表面涂覆耐磨涂层。
具体的，涂覆耐磨涂层的方法可选用喷涂法、刷涂法或辊涂法，耐磨涂层可选用耐磨陶瓷涂料，这种材料具有极高的机械强度和刚度、优良的韧性、抗震性和环境相容性，耐磨涂层的厚度为0～3mm。
对强化后的盾构机刀盘进行硬度测试，测试的具体方法如下：
1.将样品进行清洗打磨，分别在熔覆层和未进行强化的刀盘本体依次选取5个点为一组，通过硬度计测量硬度，计算硬度平均值，测量结果如下表所示；
2.采用探伤法测试熔覆层有无裂痕，测试结果如下表所示。
熔覆层平均硬度 本体平均硬度 探伤结果
88 40 无裂痕
由上表可知，采用上述强化方法进行强化后，熔覆层无裂纹且硬度比本体相比提高了2倍。
综上所述，本发明实施例提供的一种盾构机刀盘的强化方法，采用激光熔覆技术，在刀盘磨损处的表面熔覆合金粉末，能够对盾构机刀盘的磨损处进行有效强化，增强了刀盘的韧性和耐磨性，延长了刀盘的使用寿命。
本发明实施例还提供一种采用上述的盾构机刀盘的强化方法得到盾构机刀盘。该盾构机刀盘具有较好的韧性和耐磨性，使用寿命长。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种盾构机刀盘的强化方法，其特征在于，包括：
清除刀盘表面的铁锈和油污；
在激光照射下，由送粉喷嘴向刀盘磨损处喷送一层合金粉末，对所述刀盘磨损处进行一次或多次激光熔覆，使所述刀盘磨损处的表面形成激光熔覆层；
激光熔覆完成后，使刀盘冷却至预设温度；
在所述刀盘磨损处的表面涂覆耐磨涂层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光的扫描速度为0.5m/s、频率为100Hz、脉宽为0.6ms、光斑直径为0.3mm、功率为1500W。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述激光在所述刀盘磨损处的表面进行单道扫描。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金粉末的成分为10％重量份的碳化铬合金、50％重量份的碳化钨合金和40％重量份的镍铬合金。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐磨涂层为耐磨陶瓷涂料。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐磨涂层的厚度为0～3mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂覆耐磨涂层的方法为喷涂法、刷涂法或辊涂法。
8.一种盾构机刀盘，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的盾构机刀盘的强化方法得到。
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