Los cortadores de escudo son herramientas esenciales en las máquinas de perforación de túneles (TBM), que se utilizan ampliamente en la construcción de túneles para diversos fines, como el transporte, el suministro de agua y los sistemas de aguas residuales. Como proveedor de cortadores de escudo, a menudo recibo consultas sobre los materiales utilizados en la fabricación de estos cortadores. En esta publicación de blog, discutiré los diferentes materiales comúnmente utilizados en los cortadores de escudo y sus propiedades, ventajas y desventajas.
Aleaciones de acero
Las aleaciones de acero son los materiales más utilizados en los cortadores de escudo debido a su alta resistencia, resistencia y resistencia al desgaste. Estas aleaciones generalmente están compuestas de hierro, carbono y otros elementos como el cromo, el níquel y el molibdeno, que se agregan para mejorar las propiedades específicas.
Acero de baja aleación (HSLA) de alta resistencia
HSLA Steel es una opción popular para los cortadores de escudo debido a su excelente combinación de resistencia y dureza. Contiene una cantidad relativamente baja de elementos de aleación, lo que lo hace rentable en comparación con otros aceros de alta aleación. El acero HSLA puede soportar cargas de alto impacto y tiene una buena soldabilidad, lo cual es importante para la fabricación y reparación de cortadores de escudo.
Herramienta de acero
El acero para herramientas es otro tipo de aleación de acero comúnmente utilizada en cortadores de escudo, especialmente para los bordes de corte. El acero de herramientas tiene alta dureza y resistencia al desgaste, lo que le permite mantener su rendimiento de corte incluso en condiciones extremas. A menudo se trata de calor para lograr la dureza y la dureza deseadas. Sin embargo, el acero para herramientas es más costoso que el acero HSLA y puede ser más frágil, lo que puede provocar grietas o astillas bajo cargas de alto impacto.
Carburos
Los carburos son compuestos de carbono y un metal, como tungsteno, titanio o tantalio. Son conocidos por su extrema dureza y resistencia al desgaste, lo que los hace ideales para su uso en cortadores de escudo, especialmente en condiciones de suelo abrasivo.
Carburo de tungsteno (WC)
El carburo de tungsteno es el carburo más utilizado en los cortadores de escudo. Tiene una resistencia muy alta y desgaste, lo que le permite cortar rocas duras y suelos abrasivos con facilidad. El carburo de tungsteno se usa típicamente en forma de insertos o puntas, que están soldados o se unen mecánicamente al cuerpo del cortador. Estos insertos se pueden reemplazar cuando se usan, extendiendo la vida útil del cortador.
Carburo de titanio (TIC)
El carburo de titanio es otro carburo que a veces se usa en cortadores de escudo. Tiene una dureza ligeramente menor que el carburo de tungsteno, pero ofrece una mejor estabilidad química y resistencia a la oxidación. El carburo de titanio a menudo se usa en combinación con carburo de tungsteno para mejorar el rendimiento general del cortador.
Cerámica
Las cerámicas son materiales inorgánicos no metálicos que son conocidos por su alta dureza, resistencia al desgaste y estabilidad química. Se utilizan cada vez más en cortadores de escudo, especialmente en aplicaciones donde se requieren altas velocidades de corte y precisión.
Alúmina (al₂o₃)
La alúmina es un material cerámico común utilizado en los cortadores de escudo. Tiene alta dureza y resistencia al desgaste, así como una buena estabilidad química. La alúmina se puede usar en forma de insertos o recubrimientos para mejorar el rendimiento de corte del cortador. Sin embargo, la alúmina es frágil y puede ser propensa a agrietarse bajo cargas de alto impacto, lo que limita su uso en algunas aplicaciones.
Nitruro de silicio (Si₃n₄)
El nitruro de silicio es otro material cerámico que se usa en los cortadores de escudo. Tiene excelentes propiedades mecánicas, que incluyen alta resistencia, resistencia y resistencia al desgaste. El nitruro de silicio puede soportar altas temperaturas y tiene una buena estabilidad química, lo que lo hace adecuado para su uso en aplicaciones de corte de alta velocidad. Sin embargo, el nitruro de silicio es más costoso que la alúmina y puede ser más difícil de fabricar.
Materiales compuestos
Los materiales compuestos se realizan combinando dos o más materiales diferentes para crear un material con propiedades mejoradas. En los cortadores de escudo, los materiales compuestos a menudo se usan para combinar las ventajas de diferentes materiales, como la resistencia y la tenacidad del acero con la dureza y la resistencia al desgaste de los carburos o las cerámicas.
Compuestos de matriz de metal (MMC)
Los compuestos de la matriz de metal son compuestos en los que una matriz de metal, como el aluminio o el titanio, se refuerza con una fase de cerámica o carburo. Los MMC ofrecen alta resistencia, rigidez y resistencia al desgaste, así como una buena conductividad térmica. A menudo se usan en la fabricación de cuerpos de cortador o insertos para mejorar el rendimiento general del cortador.
Compuestos de matriz de cerámica (CMC)
Los compuestos de matriz de cerámica son compuestos en los que una matriz de cerámica se refuerza con una fase de cerámica o carburo. Los CMC ofrecen alta dureza, resistencia al desgaste y estabilidad térmica, así como buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas. A menudo se usan en la fabricación de bordes de corte o insertos para mejorar el rendimiento de corte del cortador.
Conclusión
En conclusión, los cortadores de escudo están hechos de una variedad de materiales, cada uno con sus propias propiedades, ventajas y desventajas únicas. La elección del material depende de varios factores, como el tipo de suelo o roca que se corta, la velocidad y la presión de corte, y el costo y la disponibilidad del material. Como proveedor de cortadores de escudo, puedo ayudarlo a seleccionar el material más adecuado para su aplicación específica en función de sus requisitos y presupuesto.
Si está interesado en comprar cortadores de escudo o tener alguna pregunta sobre los materiales utilizados en su fabricación, no dude en ponerse en contacto conmigo para obtener más información. Ofrecemos una amplia gama de cortadores de escudo, incluidosAnillo de corte,Cortador de suelo blando, yCortador de disco, que están hechos de materiales de alta calidad y están diseñados para proporcionar un rendimiento confiable en varias aplicaciones. Comencemos una conversación para discutir sus necesidades y encontrar la mejor solución para su proyecto.
Referencias
- Callister, WD y Rethwisch, DG (2011). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción. Wiley.
- Ashby, MF y Jones, DRH (2005). Materiales de ingeniería 1: Una introducción a las propiedades, aplicaciones y diseño. Butterworth-Heinemann.
-Mano del Manual de Tasm. (2005). Manual ASM, Volumen 2: Propiedades y selección: aleaciones no ferrosas y materiales de uso especial. ASM International.