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全断面隧道掘进机刀具材料的研制
     全断面隧道掘进机中,工作条件最恶劣、技术含量最高的是刀盘上的刀具,其制造难度大,消耗量也大。目前国内刀具大多依赖进口,部分厂家模仿进口刀具材质制造的刀具现场试用效果不理想,使用寿命短。根据这种情况我们对全断面隧道掘进机刀具国产化进行立项研制,使刀具的质量水平接近或达到国际先进水平。

全断面隧道掘进机刀具的使用条件和工作环境决定了刀具材料必需具有高的强度、硬度、韧性及优良的耐磨性。通过对进口刀具材质的检验和分析研究,我们首先选用了热作模具钢H13电渣钢做刀具材质,刀具经热处理后硬度达到HRC54左右,现场试验时与进口刀具相比耐磨性很差,刃部磨损过快,且局部易崩断,刀具很快报废。为此我们调整H13钢化学成分,提高钢中含碳量可以强化基体,提高钢的硬度和强度,但含碳量太高,会损失钢的韧性,故将碳含量控制在0.45-0.55%之间,确定试验钢种为5Cr5MoSiV1,经过摸拟热处理交叉试验确定最佳热处理工艺参数,试件硬度达到了HRC57,刀具现场试验时耐磨性有所提高,但在较恶劣的环境工作时使用寿命仍不理想。我们深入分析研究刀具失效原因,发现材料显微组织、冶金质量等方面是影响刀具寿命的重要因素,进一步优化材料,优化冶金生产工艺,试制刀具新材料CR2, 刀具现场试验时耐磨性达到进口刀具水平,使用寿命大大提高,可以替代进口刀具。我公司2007年开始小批量试制,现已批量生产。

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