盾构/TBM滚刀刀圈研制进展

曹玉龙1，2，周霈祁1，唐莉梅3，张中心3，马崇圣1（1 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室；2 武汉科技大学钢铁冶金新工艺湖北省重点实验室；3 武汉恒立工程钻具股份有限公司）

摘要：盘形滚刀是盾构机的核心部件，也是掘进施工过程最易磨损和失效的部件。滚刀刀圈的磨损主要由磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损三种机制共同组成，其中磨粒磨损和黏着磨损占主要。破岩过程中，强挤压、高冲击作用使得刀圈常发生磨损、偏磨、卷刃、断裂、崩刃、脱落等失效，刀圈损耗成本占总工程的5%~10%，而刀圈失效引起的维护、检修、更换刀具等又大幅降低了工程施工效率。当前常用的刀圈材料为DC53、H13钢，其耐磨性、抗冲击韧性取决于钢中碳化物类型、形貌、尺寸、数量、分布和基体组织特征。为实现滚刀刀圈性能强化提升，国内外学者围绕刀圈材料成分优化设计、刀圈一次成形制备、感应热处理制备梯度性能刀圈、双金属复合刀圈研制等开展了系列研究，为滚刀刀圈性能强化提供了有力支撑。

关键词：盾构刀圈； 磨损失效； 碳化物； 成分优化； 复合刀圈