一种盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法
专利汇可以提供一种盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种盾构机 滚刀 刀圈抗磨、抗冲击处理方法，包括如下步骤：(1)制备毛坯；(2)加工毛坯；(3)扫描基体表面获取基体数据；(4)建立三维模型，设定 电弧 增材加工参数；(5)利用电弧 增材制造 机器人 系统，对刀圈进行电弧增材制造；(6)增材沉积态金属。本发明通过机器人增材制造技术在滚刀刀圈表面熔覆 合金 层，提高了滚刀刀圈表面的硬度、韧性和耐磨损性能，有效减少了磨损量，提高了抗冲击性能，延长了滚刀刀圈的服役周期，提高了掘进作业效率，降低了生产成本；具有对环境无污染、无 辐射 、低噪声、成品率高以及综合成本低等优点。，下面是一种盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法专利的具体信息内容。
1.一种盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)滚刀刀圈基体(1)采用30CrMnSi钢材料，用现有的热锻工艺制备毛坯；
(2)采用机械加工方法加工毛坯，加工后预留电弧增材的厚度12mm，即尺寸比刀圈要求尺寸小12mm，获得刀圈基体1；
(3)采用三维激光扫描仪，扫描基体(1)表面，获取基体(1)表面三维几何形状的数据，该数据与刀圈的目标尺寸比较，确定不同部位增材的形状和尺寸；
(4)建立金属零件的三维模型，获得三维模型的STL文件，对STL三维模型进行面向提高熔敷效率、表面质量及性能优先方向的区块化处理，并对每个区块的STL文件进行切片处理，获得电弧增材加工路径，设定电弧增材加工参数；
(5)利用电弧增材制造机器人系统，根据电弧增材加工路径和加工参数对刀圈进行电弧增材制造，电弧增材制造机器人系统由6轴机器人、配合3轴变位机组成；
(6)为保证增材沉积态金属与基体的结合强度，以及沉积态金属的耐磨、耐冲击、抗裂、抗疲劳性能，沉积态金属的厚度要达到12mm以上，沉积态金属分为过渡层(2)和工作层(3)，过渡层(2)金属为3-4mm，余为工作层(3)。
2.根据权利要求1所述的盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法，其特征在于：所述的过渡层(2)的焊丝采用药芯焊丝，药芯焊丝由药粉和用于包裹药粉的钢管组成，钢管为SPCC或H08A低碳钢材质，药粉的填充率为10-15％，填充率为药粉质量与药粉、钢管质量之和的比值；焊丝直径为1.2mm，药粉由合金和造渣稳弧剂均匀混合制成，合金含量重量百分比为
90wt％，造渣稳弧剂含量为10wt％；其中上述合金中以重量百分比计含有如下合金元素：
0.06％C，0.10％Si，1.6％Mn，2.5％Ni，1.2％Mo，0.15％％Ti，0.20％V，余为Fe；上述造渣稳弧剂由以下重量份的材料混合制成：金红石10份，钾长石8份，钛酸钾3份，氟化钠2份；其中：
金红石的成分以重量比计TiO2含量不小于92％；钾长石成分以重量比计K2O和Na2O之和不小于12％，K2O不小于8％，余为SiO2、Al2O3和不影响性能的杂质；钛酸钾成分以重量比计K2TiO3含量不小于98％；氟化钠的成分以重量百分比计NaF不小于98％；上述粉末的粒度为75微米～180微米，即粒度为-80目～+200目。
3.根据权利要求1所述的盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法，其特征在于：所述过渡层(2)的金属采用直径1.2mm焊丝熔覆，采用小直径焊丝、小热输入焊接，降低稀释率，减少基体30CrMnSi对过渡层成分的影响；采用火焰将基体待焊部位预热120-150℃后，再采用电弧焊熔覆进行增材制造；电弧增材制造的工艺参数为：95％Ar+5％O2富氩气体保护，焊接电流200-220A，电弧电压22-24V，保护气体流量25L/min，焊丝速度为500mm/min，过渡层2采用一层多道熔覆，厚度3-4mm。
4.根据权利要求1所述的盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法，其特征在于：所述工作层(3)采用Mo2FeB2金属陶瓷药芯焊丝，药芯焊丝由药粉和用于包裹药粉的钢管组成，钢管采用304，其化学成分以质量百分比计优选：Cr为17.5％-19.5％、Ni为8.0％-10.5％、C不大于0.07％、Si不大于0.75％、Mn不大于2.0％、S不大于0.030％、P不大于0.045％、N不大于
0.10％、余为Fe和不影响性能的杂质；药粉以质量百分比计如下：12％硼粉，45％钼粉，2％金属铬，2％金属镍，0.5％石墨，3.5％钒铁，3.2％钛铁，1.5％稀土硅镁合金，1.2％纳米二硼化钛，余为铁粉；金属陶瓷药芯焊丝的填充率为45％，填充率为药粉质量与药粉、钢管质量之和的比值，焊丝直径为1.6mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法，其特征在于：所述工作层(3)焊丝直径为1.6mm，采用80％Ar+20％CO2富氩气体保护焊，焊接电流320-
350A，电弧电压32-35V，保护气体流量25L/min，焊丝速度为520mm/min。
一种盾构机滚刀刀圈抗磨、抗冲击处理方法
技术领域
背景技术
发明内容
0.045％、N不大于0.10％、余为Fe和不影响性能的杂质；药粉以质量百分比计如下：12％硼粉，45％钼粉，2％金属铬，2％金属镍，0.5％石墨，3.5％钒铁，3.2％钛铁，1.5％稀土硅镁合金，1.2％纳米二硼化钛，余为铁粉；金属陶瓷药芯焊丝的填充率为45％，填充率为药粉质量与药粉、钢管质量之和的比值，焊丝直径为1.6mm。
具体实施方式
500mm/min。过渡层采用一层多道熔覆，厚度3-4mm。
0.045％、N不大于0.10％、余为Fe和不影响性能的杂质。药粉以质量百分比计如下：12％硼粉，45％钼粉，2％金属铬，2％金属镍，0.5％石墨，3.5％钒铁，3.2％钛铁，1.5％稀土硅镁合金，1.2％纳米二硼化钛，余为铁粉。金属陶瓷药芯焊丝的填充率为45％(填充率为药粉质量与药粉、钢管质量之和的比值)，焊丝直径为1.6mm。
40CrNiMo的磨损失重为1.317克，耐磨性提高7.20倍。从试验结果可以看出，本发明的刀圈与目前使用的相比，抗冲击磨损性能显著提高；另一方面，随着使用时间的增加，本发明刀圈的冲击磨损失重增长缓慢，而目前使用的40CrNiMo的冲击磨损失重增长较快，本发明刀圈使用寿命显著提高。
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