盾构机用H13E滚刀刀圈锻造成形工艺研究

郑禄鹏，李志瑶，何 冰，任永海

(贵阳安大宇航材料工程有限公司，贵州 贵阳 550000)

0 引言

盾构机在城市地铁、铁路公路交通、能源运输、地下通道等重大工程中的应用日益广泛，具有开挖速度快、施工质量高、劳动强度低、经济环保等优点。国内盾构刀具产业经过近二十年的发展，在刀具材料、刀具集成制造等方面获得重要的技术突破，目前基本实现了盾构刀具的国产化，并形成了一定产业化规模。

盾构机用滚刀刀圈最初一直采用的是模锻成形的方式，但模锻成形对锻造设备、模具要求较高，锻造工序复杂、锻造火次多，导致生产效率不高且成本上升。我公司认为改变刀圈的锻造成形方式是很有必要的。本文针对某型盾构机用滚刀刀圈，通过新旧锻造工艺的对比研究，从设备、模具、工艺等方面对刀圈的生产进行了改变，最后通过预备热处理(球化退火)制度研究，保证了用户要求的交付状态。

1 使用原材料介绍

H13E钢是在国产4Cr5MoSiV1基础上改进的一种全新特钢，H13E钢采用了较先进的生产工艺技术，钢质纯净、组织均匀、偏析轻微、等向性好，具有更高的韧性及热疲劳性能。

锻件用原材料规格为Φ160 mm，冶炼方法为电炉+LF+VD+电渣重熔，并且经过均质化处理，化学成分如表1所示。

表1 生产用钢的化学成分(wt%)

2 锻造成形工艺研究

2.1 原成形工艺方案存在的问题

模锻成形的方式对设备的要求较高，需使用专业的高精度模锻设备。模锻成形的方式，基本工序为制坯→模锻成形→切边→吹砂，锻造火次在3～5火次，火次较多且成形后的工序繁杂，影响生产效率。……