一种高强度TBM中心刀箱及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高强度TBM中心刀箱及制备方法，包括外刀箱和内刀箱，外刀箱采用结构钢材料，内刀箱采用低碳中合金结构钢材料，内外刀箱采用焊接的方式组合在一起。本发明专利技术内刀箱采用调质和硬化处理，同时采用内外刀箱焊接的形式进行连接，内外刀箱采用锻造工艺成型，内刀箱采用低碳中合金结构钢减少内外刀箱的焊接应力集中及开裂变形；内刀箱表面硬化处理可以提高承载部位的强度和疲劳性能，内外刀箱去应力退火处理可有效减少锻造成型过程中的残余应力的分布，及内外刀箱的焊接应力集中点。

A high strength TBM center cutter box and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强度TBM中心刀箱及制备方法
本专利技术涉及TBM材料领域，具体涉及一种高强度TBM中心刀箱及制备方法。
技术介绍
硬岩隧道掘进机（又称“TBM”），主要是依靠盘形滚刀挤压岩石达到破碎岩体的目的，TBM被称为工程机械之王，滚刀被称为TBM的“牙齿”，刀箱则是牙床，承载着破岩时的交变载荷。随着岩石强度的增加，滚刀挤压破岩的效率逐步下降，滚刀刀箱异常磨损和更换频率也随之增加。由于滚刀刀箱焊接在刀盘上，出现裂纹及开裂现象需要更换时，费时费力且严重影响施工进度，降低掘进效率进而增加隧道施工成本。传统刀箱采用锻件形式，工艺路线多采用锻造、粗加工、探伤、调质处理、焊接等工艺完成，遇到极硬岩工况刀箱由于强度不够易出现压溃变形、刀箱焊接开裂等失效手段（现有刀箱材料多为中碳低合金钢或中碳中合金钢，如30CrNiMo、30Cr2Ni2Mo等）。为解决此类问题，本专利技术提出一种TBM刀箱新材料及制备方法，解决目前刀箱强度低、易压溃、开裂等问题。
技术实现思路
本专利技术提出了一种高强度TBM中心刀箱及制备方法，解决目前刀箱强度低、易压溃、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度TBM中心刀箱，其特征在于：包括外刀箱（101）和内刀箱（102），外刀箱（101）采用低合金结构钢材料，内刀箱（102）采用低碳中合金结构钢材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度TBM中心刀箱，其特征在于：包括外刀箱（101）和内刀箱（102），外刀箱（101）采用低合金结构钢材料，内刀箱（102）采用低碳中合金结构钢材料。


2.根据权利要求1所述的高强度TBM中心刀箱，其特征在于，所述外刀箱（101）采用的低合金结构钢材料包括以下重量百分比的组分：C：0.11-0.18%，Si：0.2-0.5%，Mn：0.38-0.58%，V：0.07-0.12%，S：≤0.02%，P：≤0.02%，余量为铁。


3.根据权利要求1所述的高强度TBM中心刀箱，其特征在于，所述内刀箱（102）采用的低碳中合金结构钢材料包括以下重量百分比的组分：C：0.11-0.17%，Si：0.2-0.4%，Mn：0.38-0.58%，Cr：1.45-1.75%，Ni：4.5-5.2%，W：0.9-1.3%，V：0.08-0.10%，Ti：0.03-0.06%，Nb：0.01-0.02%，S：≤0.02%，P：≤0.02%，余量为铁。


4.权利要求1-3任一项所述的高强度TBM中心刀箱的制备方法，其特征在于步骤如下：
（a）外刀箱（101）和内刀箱（102）锻造成型；
（b）对步骤（a）外刀箱（101）去应力退火处理；
（c）对步骤（a）内刀箱（102）进行调质和硬化处理；
（d）将外刀箱（101）和内刀箱（102）进行焊接处理，焊接后进行去应力退火处理。


5.根据权利要求4所述的高强度TBM中心刀箱的制备方法，其特征在于，所述步骤（b）中去应力退火处理具体过程为：在气氛保护炉中进行去应力处理，炉温190±10℃，处理时间为90-120min。


6.根据权利要求4所述的高强度TBM中心刀箱的制备方法，其特征在于，利用超声波探伤仪对内刀箱（102）表层及芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭顺辉，龙伟漾，于庆增，郭志凯，王梦凡，杨兴亚，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41