CN104313477B - 一种高耐磨钢材及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐磨钢材及其应用，目的在于解决目前采用H13制作滚刀刀圈，该刀圈使用寿命相对较短，掘进2‑3米就要更换，导致挖掘成本增加，挖掘进度延缓，严重影响工程进度的问题。本发明的高耐磨钢材包括如下重量百分比的组分：C：0.95～1.30；Si：0.95～1.60；Mn：0.20～0.55；P：≤0.030；S：≤0.030；Cr：6.50～9.00；Mo：1.10～1.80；V：1.50～3.50；其余为铁和不可避免杂质。本发明提供一种新的钢材，其具有高耐磨性的特点。采用本发明钢材所制造的器械具有高耐磨性的特点，具有较高的应用价值。采用本发明钢材所制作的刀圈具有高耐磨性的特点，对于延长刀圈使用寿命长，增加挖掘米数，保证挖掘进度，具有重要的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁领域，尤其是一种高耐磨钢材及其应用。
背景技术
随着世界各国(尤其发达国家)城市化进程的不断加快，地铁等地下设施被大量投入使用，地下空间开发利用的前景非常广阔。地下空间工程建设逐渐增加，盾构掘进机在地下轨道交通和隧道等工程中得到了广泛的使用。在非开掘技术飞速发展的背景下，与之相伴随的是，国内外对盾构机的需求日益加大。
目前，我国已经能自主的研发地铁盾构设备，国产的盾构机及配件也逐渐取代进口产品，开始占据市场主导地位。随着国内地下轨道交通项目的不断升温，对于盾构刀具的需求量也不断增加，而其中的滚刀是盾构机上的主要消耗件，用量相当大。滚刀的刀圈根据岩土层土质的不同，选取不同的材料，材料的选用决定了刀圈的使用寿命。
目前，滚刀刀圈所选用的材料大部分为H13，H13(4Cr5MoSiV1)的组成如下(wt％)：0.32～0.45wt％的C、0.80～1.20wt％的Si、0.20～0.50wt％的Mn、≤0.030wt％的P、≤0.030wt％的S、4.75～5.50wt％的Cr、1.10～1.75wt％的Mo、0.80～1.20wt％的V，余量为铁和不可避免的杂质。
然后，采用H13制作的滚刀刀圈的使用寿命相对较短，掘进2-3米就要更换。频繁更换滚刀刀圈，导致挖掘成本增加，挖掘进度延缓，严重影响工程进度。
因此，目前迫切需要一种新的用于滚刀刀圈的材料，以延长刀圈的使用寿命。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对目前采用H13制作滚刀刀圈，该刀圈使用寿命相对较短，掘进2-3米就要更换，导致挖掘成本增加，挖掘进度延缓，严重影响工程进度的问题，提供一种高耐磨钢材及其应用。本发明提供一种新的钢材，其具有高耐磨性的特点。采用本发明钢材所制造的器械具有高耐磨性的特点，具有较高的应用价值。采用本发明钢材所制作的刀圈具有高耐磨性的特点，对于延长刀圈使用寿命长，增加挖掘米数，保证挖掘进度，具有重要的经济价值和社会价值。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高耐磨钢材，包括如下重量百分比的组分：
C：0.95～1.30；
Si：0.95～1.60；
Mn：0.20～0.55；
P：≤0.030；
S：≤0.030；
Cr：6.50～9.00；
Mo：1.10～1.80；
V：1.50～3.50；
其余为铁和不可避免杂质。
进一步，包括如下重量百分比的组分：
C：1.00～1.20；
Si：1.10～1.55；
Mn：0.30～0.45；
P：≤0.030；
S：≤0.030；
Cr：7.00～8.00；
Mo：1.20～1.60；
V：1.80～3.00；
其余为铁和不可避免杂质。
进一步，包括如下重量百分比的组分：
C：1.10；
Si：1.20；
Mn：0.40；
P：≤0.030；
S：≤0.030；
Cr：7.50；
Mo：1.30；
V：2.20；
其余为铁和不可避免杂质。
前述高耐磨钢材的应用，将该钢材用于耐磨器械的制造。
前述高耐磨钢材的应用，将该钢材用于滚刀刀圈的制造。
针对前述问题，本发明提供一种高耐磨钢材及其应用。申请人将该高耐磨钢材命名为DK48。经过实际验证，本发明的高耐磨钢材的耐磨性较H13大大提高，能够显著增加刀圈的使用寿命，提高挖掘米数。
通过本发明的实施例可以看出，采用本发明的DK48的耐磨性由H13的4提高至8，挖掘米数由H13的2-3米增长到5米以上，实施例中最长的挖掘米数达到12.52米，挖掘长度得到极大提高。刀圈使用寿命的增加，以及挖掘米数的延长，意味着更换频率的降低，以及挖掘成本的减少，对于缩短施工周期，保证工程进度，具有重要的意义。
随着地下空间工程建设的迅猛增长，盾构机及相关配件的会呈爆发增长的趋势，而滚刀的刀圈用量也会急剧上升，而本发明制作的滚刀刀圈具有耐磨性能强、使用寿命长的特点，其对于降低挖掘成本，保证地下空间工程建设的进度，具有显著的进步意义。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
表1为本发明与现有钢材H13的化学成分对比表。
表1 本发明的高耐磨钢材(即DK48)与现有钢材H13的化学成分对比
表2为本发明的钢材(表中牌号为DK48)与现有钢材H13的耐磨性、韧性对比表。其中，10分为耐磨性、韧性的最高标准，HRC：56-58是指洛氏硬度为56-58，HRC：60-62是指洛氏硬度为60-62。
表2 耐磨性及韧性对比表
| 牌号 | 耐磨性 | 韧性 |
| H13 | 4(HRC：56-58) | 8 |
| DK48 | 8(HRC：60-62) | 6 |
表3 为本发明的具体实施方式。
以常规H13材料所制作的滚刀为参照，采用表3实施例中的钢材制作成相同规格的滚刀。将制备的滚刀用于某地铁的实际挖掘中，每个实例测定三次，求取平均值，相应的测定结果如表4所示。
表4 挖掘米数测定
| 实施例 | 挖掘米数 |
| 1 | 5.23 |
| 2 | 10.77 |
| 3 | 7.84 |
| 4 | 9.5 |
| 5 | 12.52 |
| 6 | 6.9 |
| H13 | 2.86 |
表4中给出了采用现有H13材料制作的滚刀，与采用本发明实施例1-6材料所制作的滚刀的挖掘米数测定结果。通过表4可以看出，采用现有H13材料制作的滚刀，其挖掘米数仅为2.86米。而采用本发明制作的滚刀，其挖掘米数达到5.23米以上，最高达12.52米，相对于现有材料，挖掘米数得到极大提高。这也表明，本发明的耐磨性能、挖掘米数较现有技术有了显著提升，其对于降低滚刀更换频率，延长滚刀使用寿命，延长挖掘米数，保证工程进展，具有重要意义。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (1)
1.一种高耐磨钢材在制备滚刀刀圈中的应用，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：
C：1.00～1.30；
Si：0.95～1.60；
Mn：0.20～0.55；
P：≤0.030；
S：≤0.030；
Cr：6.50～9.00；
Mo：1.10～1.80；
V：3.31～3.50；
其余为铁和不可避免杂质。
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| CN201410529438.9A CN104313477B (zh) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | 一种高耐磨钢材及其应用 |
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