一种耐磨金刚石盾构刀具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种耐磨金刚石盾构刀具，包括盾构刀体（1），盾构刀体（1）的端部设有多个切削齿（11），切削齿（11）的切削面上设有金刚石复合片（12），盾构刀体（1）的背部设有金刚石耐磨层（13），金刚石复合片（12）为通过银基钎料焊接在切削齿（11）的切削面上的复合片，金刚石复合片（12）全出刃型或半出刃型焊接在切削齿（11）的切削面上，金刚石耐磨层（13）为电镀于盾构刀体（1）背部的耐磨层。切削齿（11）的切削角为95°‑115°。该耐磨金刚石盾构刀具耐磨性能好、使用寿命长、对地层的适应性好。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于盾构刀具
，尤其涉及一种耐磨金刚石盾构刀具。
技术介绍
大中城市地下工程建设普遍采用了先进的盾构法施工技术。在复杂的地层岩性条件下，盾构刀具断裂失效、磨损严重等情况时常发生。刀具的更换维修，不仅成本高，影响施工周期，而且换刀过程中容易发生风险，很有可能造成掌子面失稳或人员伤亡。因此提高盾构刀具的切削性能和耐磨性能是非常有必要的。传统的盾构齿刀主要使用硬质合金作为切削部分，尽管硬质合金有比较高的硬度和耐磨性，但与金刚石材料相比较还是相差很远。传统盾构齿刀一般只适应于软岩切削，适应性差；当遭遇中硬岩层或砂卵石层时，极易出现磨损，以至于切削效率低，寿命短。因而有必要专利技术一种新型盾构刀具，以改善传统刀具存在的寿命短、效率低的弊端，并且提高其对地层的适应性，使之在软岩、中硬岩层以及砂卵石层等地层中都有良好表现。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种金刚石盾构刀具，该盾构刀具耐磨性能好、使用寿命长、对地层的适应性好。为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：一种耐磨金刚石盾构刀具，包括盾构刀体，所述盾构刀体的端部设有多个切削齿，所述切削齿的切削面上设有金刚石复合片，所述盾构刀体的背部设有金刚石耐磨层。上述的耐磨金刚石盾构刀具，优选的，所述金刚石复合片为通过银基钎料焊接在切削齿的切削面上的复合片，金刚石耐磨层为电镀于盾构刀体背部的耐磨层。上述的耐磨金刚石盾构刀具，优选的，所述金刚石复合片为全出刃型或半出刃型焊接在切削齿的切削面上的复合片。上述的耐磨金刚石盾构刀具，优选的，所述切削齿的切削角为95°-115°。与现有技术相比，本技术的优点在于：本技术的盾构刀具在切削齿的切削面上设置金刚石复合片，并且在盾构刀体的背部设置金刚石耐磨层，与现有的内外镶焊硬质合金保径条保径的复合片刀具相比，本技术的盾构刀具在钻进中硬地层时刀具的刚体更耐冲蚀，其直径不易发生磨损，刀具的使用寿命更长；而且，本技术的盾构刀具在钻入中硬研磨性地层时，复合片切削齿切削岩石一定深度后，金刚石耐磨层开始与地层相接触和复合片切削齿一起切削岩石并且分担钻压，降低了作用在金刚石复合片上的载荷，进而降低了复合片的磨损速度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术耐磨金刚石盾构刀具的结构示意图。图2为图1的俯视结构示意图。图3为本技术耐磨金刚石盾构刀具中金刚石复合片采用全出刃型时的结构示意图。图4为本技术耐磨金刚石盾构刀具中金刚石复合片采用半出刃型时的结构示意图。图例说明：1、盾构刀体；2、刀柄；11、切削齿；12、金刚石复合片；13、金刚石耐磨层；21、刀具安装孔。具体实施方式为了便于理解本技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本技术作更全面、细致地描述，但本技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要特别说明的是，当某一元件被描述为“连接于”另一元件上时，它可以是直接连接在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接连接在另一元件上。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本技术的保护范围。除非另有特别说明，本技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。实施例如图1、图2、图3和图4所示，本技术耐磨金刚石盾构刀具的一种实施例，该盾构刀具包括互相连接的盾构刀体1和刀柄2，刀柄2上开有刀具安装孔21，该盾构刀体1的端部设有多个切削齿11，切削齿11的切削面上设有金刚石复合片12，该金刚石复合片12为通过银基钎料焊接在切削齿11的切削面上的复合片，采用银基钎料进行焊接焊料的流动性好、焊接温度低、焊接后的强度好。金刚石复合片12以全出刃型或半出刃型的方式焊接在切削齿11的切削面上，当需要用于钻进中硬地层时优选采用半出刃型的盾构刀具，包镶更为牢固，不易掉片；而钻进较松软的地层时可选用全出刃型盾构刀具，排粉好，进尺快。该盾构刀体1的背部设有金刚石耐磨层13，该金刚石耐磨层13通过电镀的方式镀于盾构刀体1的背部，金刚石耐磨层13采用钴镍胎体，电镀槽中阳极为金属镍板，阴极是被镀的刀具，电镀溶液的主要成分为：硫酸镍（NiSO4）240g/l、硫酸钴（CoSO4）10g/l、氯化镍（NiCl2）35g/l和硼酸（H3BO4）40g/l；电镀液的pH值为4.4-4.8；金刚石的粒度为70/80-45/50。通过电镀方式在盾构刀体1的背部设置金刚石耐磨层13，操作方便，结合牢固。该盾构刀具通过在切削齿11的切削面上设置金刚石复合片12，并且在盾构刀体1的背部设置金刚石耐磨层13，与现有的内外镶焊硬质合金保径条保径的复合片刀具相比，本实施例的盾构刀具在钻进中硬地层时刀具的刚体更耐冲蚀，其直径不易发生磨损，刀具的使用寿命更长；此外，本实施例的盾构刀具在钻入中硬研磨性地层时，设有金刚石复合片的切削齿11切削岩石一定深度后，金刚石耐磨层13开始与地层相接触和切削齿11一起切削岩石并且分担钻压，降低了作用在金刚石复合片12上的载荷，进而降低了金刚石复合片12的磨损速度。如图2所示，本实施例中，切削齿11的切削角为95°-115°。由于盾构刀具的碎岩方式主要是靠压碎剪切作用来破碎岩石，切削齿11的切削角α一般应大于90°。切削角α的实际大小可根据切削岩石的硬度来选择，当岩石较硬时，切削角α可设置的大些，反之要设置的小些。切削角大，有利于保护切削刃，而切削角小则有利于提高钻速。作为优选，切削角设置为95°-115°较为合适。该耐磨金刚石盾构刀具的加工方法如下：（1）盾构刀体的预处理（1.1）除油：将盾构刀体1浸没于碱性除油溶液中，加热至90℃约20分钟左右至油除尽；取出盾构刀体1，先用50℃左右自来水擦洗，再用冷自来水洗干净。（1.2）除锈：将除油后的盾构刀体1浸没于20%盐酸溶液中约5分钟，然后用去离子水淋洗，热风吹干。（1.3）活化：将盾构刀体1的电镀部位浸没于7%稀盐酸溶液中约1分钟，去除表面氧化膜，用去离子水漂洗干净，立即入槽。（1.4）非电镀部分隔离处理：非电镀部分用塑料带包扎严实，与电镀部分隔离。（2）金刚石复合片的预处理将金刚石复合片12用砂轮对其焊接面进行打磨，打磨后用酒精清洗表面脏污。（3）金刚石复合片的焊接先对盾构刀体1焊接面进行均匀加热，然后放入银基钎料焊片和金刚石复合片12，用专用工具轻轻按住加热，加热温度控制在600℃左右。（4）电镀金刚石耐磨层（4.1）金刚石预处理先配制质量分数为60%的硫酸溶液，将金刚石浸泡其中，并煮沸20分钟，用纯水漂洗至中性；然后配制质量分数为60%的氢氧化钠溶液，将金刚石浸泡其中，并煮沸20分钟，用纯水漂洗至中性，将处理好的金刚石浸泡在镀液中待用。（4.2）预镀将盾构刀体1带电入槽，将电流调至0.4A，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨金刚石盾构刀具，包括盾构刀体（1），其特征在于：所述盾构刀体（1）的端部设有多个切削齿（11），所述切削齿（11）的切削面上设有金刚石复合片（12），所述盾构刀体（1）的背部设有金刚石耐磨层（13）。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨金刚石盾构刀具，包括盾构刀体（1），其特征在于：所述盾构刀体（1）的端部设有多个切削齿（11），所述切削齿（11）的切削面上设有金刚石复合片（12），所述盾构刀体（1）的背部设有金刚石耐磨层（13）。2.根据权利要求1所述的耐磨金刚石盾构刀具，其特征在于：所述金刚石复合片（12）为通过银基钎料焊接在切削齿（11）的切削面上的复合片。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仙，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43