滚刀-盾构机的表面等离子熔覆增材处理
1.产品描述
滚刀的定义
- 滚压破岩刀具简称滚刀，主要适用于岩石地层，是指不仅随刀盘中心轴公转，还同时沿刀轴作自转运动的破岩刀具
- 主要由刀圈、刀体、刀轴、轴承、金属浮动密封环、刀盖及联接螺栓等组成。
滚刀-盾构机的应用场景
- 前国内地铁盾构所用刀具主要为17″;成都地铁盾构使用的18”正滚刀，增加了刀体两端厚度、堆焊了耐磨层
- 有效增加了滚刀的破岩与耐磨效果，增加了滚刀的使用寿命，减少了换刀次数
2.问题分析
滚刀-盾构机的失效形式和原因
- 盾构机是地铁、引水和铁路等隧道工程中的常用施工设备，盘形滚刀作为盾构机主要破岩工具，在面临硬岩或复合地层等恶劣工况时，刀圈在工作过程中与岩面直接接触，不仅承受刀盘对它的推力和扭矩及岩石对它的强烈冲击与磨损作用，还有其它不确定因素造成的受力不均而磨损或断裂。
- 盘形滚刀失效后若不及时更换，不仅影响盾构机掘进效率，严重时甚至会损坏刀盘、引起安全事故。
- 以某地铁工程盾构掘进施工为例，分析该区间段复杂的地质条件，根据实际情况分析盾构机在掘进过程中滚刀的失效形式和失效原因，并对刀圈的硬度和材质选择进行。结果表明，在该地段施工过程中滚刀的失效形式主要为刀圈偏磨，刀圈卷刃，刀圈断裂，刀圈崩刃，刀圈脱落,，刀轴断裂等.
3.解决方案
提供等离子熔覆涂层的设备+材料+工艺的一体化解决方案
- 等离子熔覆微球材料一全球领先的电弧微爆制备制粉生产方法
- 核心材料-100%独立生产的各种金属微球粉末材料
- 核心工艺–100%免费提供客户
- 核心控制系统，根据复杂部件表面等离子熔覆的高端需求，提供精准熔覆路径控制的等离子设备，可实现多轴联动熔覆表面能力，保证熔覆喷嘴的法线与零部件表面的法向线重合
- 高效生产，提供自动化、数字化和智能化的等离子熔覆生产线，形成连续生产线，提高生产效率
4.产品/技术优势
关键材料—超耐磨表面硬质合金涂层材料
- 粉末类型多:金属陶瓷类、镍基自熔合金类、铁基自熔合金类…
- 高球形度(>95%)VS气雾化法(60%)
- 耐磨耐冲击测试:使用寿命比进口提升3-6倍，价格仅是进口50%
5.典型验证
典型案例
- 中铁重工的某项目测试验证中，最终测试
- 航科新材碳化钨预合金粉末具有优异的耐磨耐冲击性能，等离子熔覆/激光熔覆HKYGN20-2/3/4粉末替代原来熔覆球形铸造碳化钨方案
- 抗冲击性能远超原方案，且涂层强度够高，熔覆后再淬火，涂层结合力仍然足够高，抗剥落能力强
- 对比国外盾构刀大品牌–罗宾斯，寿命提升80%
- 客户已经认可航科新材的硬质合金粉末的涂层方案