專利名稱：一種用于盾構機滾刀刀圈淬火的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種刀圈淬火的裝置，尤其涉及一種用于盾構機滾刀刀圈淬火的裝置。
背景技術：
盾構機是近年來在地下工程與隧道掘進中廣泛應用的一種施工機械，滾刀是盾構機刀盤上一種用于掘進的常用刀具之一，主要由刀圈組成。滾刀在工作時，主要依靠滾刀旋轉推進時產生的沖擊力和擠壓力破巖。由于山體巖石的高強度和高硬度，使滾刀刀圈在破巖過程中不僅承受很大的徑向作用力，而且還要經受巖石中硬礦物相的劇烈磨損，使刀圈外表面磨損嚴重并經常發生斷裂。為了延長滾刀刀圈的使用壽命，降低施工成本，應使刀圈外表面有較高的硬度和耐磨性，而內表面應具有一定的韌性。目前普遍采用的刀圈淬火方法是粗加工后將刀圈直接放入熱處理爐進行加熱和保溫，隨后進行快速冷卻。但這一方法獲得的淬火態的刀圈內外表面組織和性能一致，再經過回火處理后也是如此，顯然無法滿足上述提高刀圈使用壽命的要求。目前國內有人發明了一種用于各類型鋼軋機軋制型鋼用復合輥環的制造方法， 其中提出了一種復合輥環的淬火裝置，利用該裝置可獲得內外層組織和性能完全不同的復合輥環。但是，由于現有技術中只采用了一個螺栓固定上下兩塊保溫材料板，難以使保溫材料板的外緣與輥環接觸緊密，輥環淬火冷卻時，使保溫材料板的保溫效果降低；其次，螺栓用耐熱鋼制造而成，由于鋼的導熱性好，當輥環淬火冷卻時，輥環內層的熱量易于沿螺栓向外傳遞，增大了輥環內層的冷卻速度；再次，保溫材料板上的螺栓孔無任何密封措施，這些方面都大大降低了該裝置的保溫性能，使輥環內層冷卻速度升高，降低了預期的效果。

發明內容
本發明的目的在于提供了一種用于盾構機滾刀刀圈淬火的裝置，淬火前用該裝置固定刀圈，淬火后可獲得內外表面組織和硬度完全不同的淬火態刀圈，再經回火和精加工之后，便可獲得具有較高使用壽命的刀圈零件。本發明是這樣來實現的，它包括刀圈、隔熱石棉板、陶瓷螺栓、耐高溫密封圈，其特征是刀圈的內沿上下端分別連有隔熱石棉板，上下兩塊隔熱石棉板之間通過若干根陶瓷螺栓和墊片、螺母配合固定連接，隔熱石棉板和螺栓的連接處設有耐高溫密封圈。本發明的技術效果是由于隔熱石棉板的保溫作用、耐熱密封圈良好的密封作用和陶瓷螺栓的絕熱作用，保證刀圈在淬火冷卻時大大減少了刀圈內部的熱量向外部擴散， 使刀圈內部的冷卻速度比外部慢，獲得內外部組織和硬度完全不同的淬火態刀圈。


圖1為本發明的結構示意圖。在圖中，1、陶瓷螺栓2、螺母3、墊片4、耐高溫密封圈5、隔熱石棉板6、刀圈。
具體實施例方式如圖1所示，本發明刀圈淬火加熱時，刀圈6內表面用隔熱石棉板5保護。隔熱石棉板5厚度小于10mm，刀圈6淬火冷卻時，隔熱石棉板5的保溫效果差，內表面冷卻速度快，淬火后刀圈6內表面有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性較差。隔熱石棉板5厚度大于 40mm,隔熱石棉板5體積過大，淬火時占用的爐膛體積多，降低了熱處理爐的工作效率。隔熱石棉板5直徑小于^6mm，刀圈6淬火冷卻時，淬火的氣體容易進入刀圈6內孔，使隔熱石棉板5的保溫效果變差，使刀圈6內表面冷卻速度變快，淬火后刀圈內表面含有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性變差。隔熱石棉板5的直徑大于322mm，隔熱石棉板5體積過大， 淬火時占用的爐膛體積多，降低了熱處理爐的工作效率，且浪費了材料。隔熱石棉板5厚度 IOmm 40_、直徑#四6讓 癖!&_，既有良好的保溫效果，又避免了浪費材料，且占用的
爐膛體積適中，得到的淬火態的刀圈性能較好，為隨后經回火和精加工獲得較長壽命的刀圈零件提高了保證。本發明刀圈淬火加熱時，固定隔熱石棉板5的陶瓷螺栓1直徑小于10 mm，強度不夠，容易發生斷裂，影響隔熱石棉板5的保溫效果。陶瓷螺栓1直徑大于50 mm，陶瓷螺栓1 重量增加，增大了刀圈6淬火時搬運的難度，同時增加了制造陶瓷螺栓1的成本。螺栓直徑 IOmm 50 mm，既保證了足夠的連接強度，又減輕了重量，節約了成本。本發明刀圈6淬火加熱時，兩根陶瓷螺栓1中心線之間的距離小于75mm，隔熱石棉板5的外邊緣與刀圈6貼合的不緊密，刀圈6淬火冷卻時，淬火的氣體容易進入刀圈6內孔， 使隔熱石棉板5的保溫效果變差，使刀圈6內表面冷卻速度變快，淬火后刀圈內表面含有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性變差。兩根陶瓷螺栓1中心線之間的距離大于115mm，位于兩根陶瓷螺栓中心連線左右兩側的隔熱石棉板與刀圈貼合的不緊密，刀圈淬火冷卻時，淬火的氣體容易進入刀圈內孔，使隔熱石棉板的保溫效果變差，使刀圈內表面冷卻速度變快， 淬火后刀圈內表面含有較多的高硬度的馬氏體組織，韌性變差。下面結合附圖對本發明做進一步說明。實施例一
刀圈經過粗加工后進行淬火處理，刀圈淬火時按附圖1所示的方法用隔熱石棉板5保護刀圈6的內表面。隔熱石棉板5的直徑為300 mm，厚度為20 mm。隔熱石棉板5由直徑
L6 mm的陶瓷螺栓1、墊片3和螺母2固定，兩根陶瓷螺栓中心線之間的距離為90mm，
且在隔熱石棉板5和墊片3之間放置耐高溫密封圈4。刀圈的淬火工藝是將隔熱石棉板5 和陶瓷螺栓1、墊片3、螺母2和耐高溫密封圈4隨刀圈6 —同放入熱處理爐內進行加熱和保溫，然后用氮氣快速冷卻。淬火后，刀圈6的外層獲得了硬度大于60HRC的馬氏體組織， 內層獲得了硬度小于52HRC且具有一定韌性的下貝氏體組織。刀圈6再經過回火處理和精加工之后便可獲得具有較高使用壽命的刀圈零件。實施例二
刀圈經過粗加工后進行淬火處理，刀圈淬火時按附圖1所示的方法用隔熱石棉板5保護刀圈6的內表面。隔熱石棉板5的直徑為310 mm，厚度為30 mm。隔熱石棉板5由直徑
力锜20 mm的陶瓷螺栓1、墊片3和螺母2固定，兩根陶瓷螺栓中心線之間的距離為100mm，且在隔熱石棉板5和墊片3之間放置耐高溫密封圈4。刀圈的淬火工藝是將隔熱石棉板5 和陶瓷螺栓1、墊片3、螺母2和耐高溫密封圈4隨刀圈6 —同放入熱處理爐內進行加熱和保溫，然后用氮氣快速冷卻。淬火后，刀圈6的外層獲得了硬度大于60HRC的馬氏體組織， 內層獲得了硬度小于50HRC且具有一定韌性的下貝氏體組織。刀圈6再經過回火處理和精加工之后便可獲得具有較高使用壽命的刀圈零件。
權利要求
1. 一種用于盾構機滾刀刀圈淬火的裝置，它包括刀圈、隔熱石棉板、陶瓷螺栓、耐高溫密封圈，其特征是刀圈的內沿上下端分別連有隔熱石棉板，上下兩塊隔熱石棉板之間通過若干根陶瓷螺栓和墊片、螺母配合固定連接，隔熱石棉板和螺栓的連接處設有耐高溫密封圈。
全文摘要
一種用于盾構機滾刀刀圈淬火的裝置，刀圈的內沿上下端分別連有隔熱石棉板，上下兩塊隔熱石棉板之間通過陶瓷螺栓和墊片、螺母配合固定連接，隔熱石棉板和螺栓的連接處設有耐高溫密封圈。本發明的技術效果是由于隔熱石棉板的保溫作用、耐高溫密封圈良好的密封作用和陶瓷螺栓的絕熱作用，保證刀圈在淬火冷卻時大大減少了刀圈內部的熱量向外部擴散，使刀圈內部的冷卻速度比外部慢，獲得內外部組織和硬度完全不同的淬火態刀圈。
文檔編號C21D9/22GK102417964SQ20111038101
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者胡小武, 閆洪, 陳磊 申請人:南昌大學