一种硬岩TBM盾构刀圈材料及其制备工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115821160A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211584690.0C22C38/60(2006.01)(22)申请日2022.12.09C22C33/04(2006.01)C21D1/32(2006.01)(71)申请人株洲中车天力锻业有限公司C21D1/25(2006.01)地址412000湖南省株洲市石峰区田心C21D1/26(2006.01)(72)发明人杜水明黄俏梅郑业方姜影游菲何鑫(74)专利代理机构长沙伊柏专利代理事务所(普通合伙)43265专利代理师丁敏(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/44(2006.01)C22C38/46(2006.01)C22C38/42(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种硬岩TBM盾构刀圈材料及其制备工艺(57)摘要本发明公开了一种硬岩TBM盾构刀圈材料及其制备工艺，该硬岩TBM盾构刀圈材料由以下重量百分比的元素组成：C：0.5～0.85％；Si：0.2～0.5％；Mn：0.4～0.7％；P：≤0.01％；S：≤0.01％；Cr：5.5～6.5％；Ni：0.1～0.5％；Mo：2.1～2.7％；V：0.9～1.5％；Cu：≤0.2％；As：≤0.002％；Pb：≤0.002％；N：≤100ppm；H：≤2ppm；余量为铁；所述材料用于制备硬岩TBM盾构刀圈。本发明基于新的合金钢材料配方，通过制定微观组织标准要求，优化热处理工艺，提升国产硬岩TBM盾构刀圈材料及产品强韧性和耐磨性，使盾构刀圈在57‑61HRC的高硬度要求下的冲击韧性至AKU2至平均值22J以上，产品微观组织达到AS3级和HS2级及以上，晶粒度级别为8级及以上，提升了国产盾构刀圈的性能，得到了一种高强韧性、高耐磨、长寿命的硬岩TBM盾构刀圈。CN115821160ACN115821160A权利要求书1/1页1.一种硬岩TBM盾构刀圈材料，其特征在于，由以下重量百分比的元素组成：C：0.5～0.85％；Si：0.2～0.5％；Mn：0.4～0.7％；P：≤0.01％；S：≤0.01％；Cr：5.5～6.5％；Ni：0.1～0.5％；Mo：2.1～2.7％；V：0.9～1.5％；Cu：≤0.2％；As：≤0.002％；Pb：≤0.002％；N：≤100ppm；H：≤2ppm；余量为铁；所述材料用于制备硬岩TBM盾构刀圈。2.一种如权利要求1所述的材料制备硬岩TBM盾构刀圈的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、按质量比将材料冶炼成型，对冶炼得到的合金钢原材料经过高温扩散退火、原材料开坯时反复镦拔，锻成圆钢坯；S2、第一次超细化与球化退火处理：将步骤S1得到的圆钢坯送回加热炉中进行加热至1050～1080℃后出炉，将加热后的圆钢胚反复快速入水出水，直至圆钢坯温度降低至550～650℃，然后将圆钢胚放入热处理炉在860～890℃温度下保温3～5h，然后降温至710～750℃继续保温5～8h进行球化退火，控制圆钢胚中一次块状碳化物尺寸≤10um；S3、将步骤S2中经第一次超细化与球化退火处理的圆钢胚锯成单件，对单件进行加热，经锻造成形为硬岩TBM刀圈工件；S4、第二次超细化与球化退火处理：将步骤S3锻造粗加工成的工件置于加热炉中加热至1050～1080℃后出炉，将工件放至空气中快速冷却至550～650℃，然后将工件放入热处理炉在860～890℃温度下保温3～5h，然后降温至710～750℃继续保温5～8h进行球化退火；S5、粗加工后调质处理：将工件在1020～1060℃温度下保温3～5h再进行淬火，然后加热至510～560℃保温5～8h进行回火；S6、对步骤S4调质后的工件进行精加工得到产品硬岩TBM盾构刀圈。3.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2中圆钢胚快速入水出水过程为：将圆钢坯整体快速浸入水中，停留6s后快速出水，在空气中冷却6～10s后再快速入水。4.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2、步骤S4和步骤S5中退火保温时间与球化退火炉大小、工件大小和装炉量成正比。5.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S2和步骤S4中经球化退火处理后金相组织需达到图谱北美压铸模金相标准‑NADCA‑207‑2003的AS3级及以上。6.根据权利要求2所述的制备工艺，其特征在于，所述步骤S5中经调质后金相需达到HS2级及以上。2CN115821160A说明书1/6页一种硬岩TBM盾构刀圈材料及其制备工艺技术领域[0001]本发明属于特殊合金钢及制备工艺技术领域，具体涉及一种硬岩TBM盾构刀