Sköldskärare är viktiga verktyg i tunnelborrmaskiner (TBM), som används allmänt vid konstruktion av tunnlar för olika ändamål, såsom transport, vattenförsörjning och avloppssystem. Som en Shield Cutter -leverantör får jag ofta förfrågningar om materialen som används vid tillverkningen av dessa skärare. I det här blogginlägget kommer jag att diskutera de olika materialen som vanligtvis används i sköldskärare och deras egenskaper, fördelar och nackdelar.
Stållegeringar
Stållegeringar är de vanligaste materialen i sköldskärare på grund av deras höga styrka, seghet och slitmotstånd. Dessa legeringar består vanligtvis av järn, kol och andra element såsom krom, nickel och molybden, som tillsätts för att förbättra specifika egenskaper.
Högstyrka låglegering (HSLA) stål
HSLA Steel är ett populärt val för sköldskärare på grund av dess utmärkta kombination av styrka och seghet. Den innehåller en relativt låg mängd legeringselement, vilket gör det kostnadseffektivt jämfört med andra höglegeringstål. HSLA -stål tål belastningar med hög påverkan och har god svetsbarhet, vilket är viktigt för tillverkning och reparation av sköldskärare.
Verktygsstål
Verktygsstål är en annan typ av stållegering som vanligtvis används i sköldskärare, särskilt för skärkanterna. Verktygsstål har hög hårdhet och slitstyrka, vilket gör att den kan bibehålla sin skärprestanda även under extrema förhållanden. Det är ofta värmebehandlat för att uppnå önskad hårdhet och seghet. Verktygsstål är emellertid dyrare än HSLA -stål och kan vara mer sprött, vilket kan leda till sprickor eller flisning under hög påverkan.
Karbider
Karbider är föreningar av kol och en metall, såsom volfram, titan eller tantal. De är kända för sin extrema hårdhet och slitmotstånd, vilket gör dem idealiska för användning i sköldskärare, särskilt under slipande markförhållanden.
Volframkarbid (wc)
Volframkarbid är den mest använda karbiden i sköldskärare. Den har en mycket hög hårdhet och slitstyrka, vilket gör att den kan skära genom hårda stenar och slipande jordar med lätthet. Volframkarbid används vanligtvis i form av insatser eller spetsar, som är hårlödda eller mekaniskt fästa vid skärkroppen. Dessa skär kan bytas ut när de blir slitna och förlänger skäraren.
Titankarbid (TIC)
Titankarbid är en annan karbid som ibland används i sköldskärare. Den har en något lägre hårdhet än volframkarbid men erbjuder bättre kemisk stabilitet och resistens mot oxidation. Titankarbid används ofta i kombination med volframkarbid för att förbättra skärets totala prestanda.
Keramik
Keramik är oorganiska, icke-metalliska material som är kända för sin höga hårdhet, slitstyrka och kemisk stabilitet. De används alltmer i sköldskärare, särskilt i applikationer där höga skärhastigheter och precision krävs.
Aluminiumoxid (al₂o₃)
Alumina är ett vanligt keramiskt material som används i sköldskärare. Den har hög hårdhet och slitmotstånd, liksom god kemisk stabilitet. Alumina kan användas i form av insatser eller beläggningar för att förbättra skärets skärprestanda. Alumina är emellertid spröd och kan vara benägen att spricka under hög påverkan, vilket begränsar dess användning i vissa applikationer.
Kiselnitrid (Si₃n₄)
Kiselnitrid är ett annat keramiskt material som används i sköldskärare. Den har utmärkta mekaniska egenskaper, inklusive hög styrka, seghet och slitstyrka. Kiselnitrid tål höga temperaturer och har god kemisk stabilitet, vilket gör den lämplig för användning vid höghastighets skärningsapplikationer. Siliconnitrid är emellertid dyrare än aluminiumoxid och kan vara svårare att tillverka.
Sammansatt material
Kompositmaterial tillverkas genom att kombinera två eller flera olika material för att skapa ett material med förbättrade egenskaper. I sköldskärare används kompositmaterial ofta för att kombinera fördelarna med olika material, till exempel stålens styrka och seghet med hårdhet och slitmotstånd hos karbider eller keramik.
Metal Matrix Composites (MMCS)
Metallmatriskompositer är kompositer där en metallmatris, såsom aluminium eller titan, förstärks med en keramisk eller karbidfas. MMC: er erbjuder hög styrka, styvhet och slitmotstånd samt god värmeledningsförmåga. De används ofta vid tillverkning av skärkroppar eller skär för att förbättra skärets totala prestanda.
Keramiska matriskompositer (CMC)
Keramiska matriskompositer är kompositer där en keramisk matris förstärks med en keramisk eller karbidfas. CMC: er erbjuder hög hårdhet, slitmotstånd och termisk stabilitet, liksom goda mekaniska egenskaper vid höga temperaturer. De används ofta vid tillverkning av skärkanter eller skär för att förbättra skärets skärprestanda.
Slutsats
Sammanfattningsvis är sköldskärare tillverkade av en mängd olika material, var och en med sina egna unika egenskaper, fördelar och nackdelar. Valet av material beror på flera faktorer, såsom vilken typ av jord eller sten som skärs, skärhastigheten och trycket och materialets kostnad och tillgänglighet. Som en Shield Cutter -leverantör kan jag hjälpa dig att välja det lämpligaste materialet för din specifika applikation baserat på dina krav och budget.
Om du är intresserad av att köpa sköldskärare eller har några frågor om materialet som används i deras tillverkning, vänligen kontakta mig för mer information. Vi erbjuder ett brett utbud av sköldskärare, inklusiveFräsring,Mjuk jordskärareochSkivskärare, som är tillverkade av högkvalitativa material och utformade för att ge tillförlitlig prestanda i olika applikationer. Låt oss starta en konversation för att diskutera dina behov och hitta den bästa lösningen för ditt projekt.
Referenser
- Callister, WD, & Rethwisch, DG (2011). Materialvetenskap och teknik: En introduktion. Wiley.
- Ashby, MF, & Jones, DRH (2005). Tekniska material 1: En introduktion till egenskaper, applikationer och design. Butterworth-Heinemann.
-ASM Handbook Committee. (2005). ASM Handbook, Volym 2: Egenskaper och urval: Nonferrous legeringar och specialmaterial. ASM International.