盾構機的刀具由于掘進磨損和承受掘進壓力的作用,屬于盾構機施工中的易損易耗件,所以應根據施工刀具的使用性能和磨損規(guī)律,結合刀具的受力情況和金相分析,總結刀具的失效原因,研制出盾構機的組成配件耐磨堆焊工藝,符合盾構機的耐磨復合板。
從盾構機刀具磨損情況來看,只需要對磨損的刀盤本體和刀具進行焊接修復和更換,即可保證盾構機正常進行下階段的掘進施工。盾構修復的原則是保證修復后的刀具本體性能不低于原設計制造的水平,保證更換的刀具與出廠配備的刀具性能相匹配。
所以對盾構刀具本體外緣側板環(huán)面采用埋弧堆焊的方式,首先填平一圈凹槽,然后堆焊整個側板環(huán)面,在環(huán)面上形成一圈耐磨層,使得刀具本體直徑恢復到出廠時的 6240 mm。
刀具外周邊緣的倒角磨損采用加焊一圈耐磨鋼板的方式對其進行恢復補強。鋼圈面與刀盤本體面平齊 ,鋼圈與刀具本體焊接采用二氧化碳保護焊,用埋弧堆焊把鋼圈與刀具面板之間的縫隙和鋼圈與刀具外緣側板環(huán)面之間的凹槽填平。鋼圈表面采用二氧化碳保護焊堆焊柵格狀的耐磨堆焊層。
耐磨鋼板是指大面積磨損工況條件下使用的特種板材產品。目前,常用的耐磨鋼板是在韌性、塑性較好的普通低碳鋼或者低合金鋼表面通過堆焊方法復合一定厚度的硬度較高、耐磨性優(yōu)良的合金耐磨層而制成的板材產品。另外,還有鑄造耐磨鋼板和合金淬火耐磨鋼板。
技術參數
硬度,HRC
耐磨層厚度≤4mm:HRC54-58;
耐磨層厚度>4mm:HRC56-62
外觀參數
平整度:5mm/M
性能
良好的耐磨性
合金耐磨層的化學成分中碳含量達4~5%,鉻含量高達25~30%,其金相組織中Cr7C3碳化物的體積分數達到50%以上,宏觀硬度為HRC56~62,碳化鉻的硬度為HV1400~1800。由于碳化物成于磨損方向相垂直分布,即使與同成分和硬度的鑄造合金相比較,耐磨性能提高一倍以上。與幾種典型的材料耐磨性對比如下:
(1)與低碳鋼;20~25:1
(2)與鑄態(tài)高鉻鑄鐵;1.5~2.5:1
良好的耐沖擊性
耐磨復合鋼板的基板為低碳鋼或低合金。不銹鋼等韌性材料,體現雙金屬的優(yōu)越性,耐磨層抵抗磨損介質的磨損,基板承受介質的載荷,因此有良好的耐沖擊性??梢猿惺芪锪陷斔拖到y(tǒng)中承受高落差料斗等沖擊和磨損。
較好的耐熱性
合金耐磨層使用在≤600℃工況下使用,若在合金耐磨層中加入釩,鉬等合金,可以承受≤800℃的高溫磨損。
使用溫度如下:
普通碳鋼基板不高于380℃工況使用;
低合金耐熱鋼板(15CrMo,12Cr1MOV等)基板不高于540℃工況使用;
耐熱不銹鋼基板在不高于800℃工況使用。
好的耐腐蝕性
耐磨復合鋼板的合金層中含有高百分比的金屬鉻,故具有一定防銹和耐腐蝕能力。用于落煤筒和漏斗等場合可以做到防止粘煤。
品種規(guī)格齊全
耐磨鋼板規(guī)格全,品種多,已成商品系列化。耐磨合金層的厚度在3~20mm。復合鋼板的厚度薄為6mm,厚度不限。標準耐磨鋼板可提供1200或3800×12000mm,也可根據用戶需求,按圖紙尺寸定做加工。耐磨鋼板現分為普通型、耐沖擊型和高溫型三種,定購高溫耐磨和耐沖擊型復合鋼板要說明。
方便的加工性能
耐磨鋼板可以切割,彎曲或卷曲、焊接和打孔,它可以加工成普通鋼板可以加工的各種部件。切割好的耐磨鋼板可以拼焊成各種工程結構件或零部件。
功能及特點
可焊接、耐磨性能好。
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