[发明专利]一种高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉农机具的生产加工领域，具体地说是一种高强度、高韧性、耐磨圆盘(犁)耙片的制造方法。

背景技术：

圆盘耙是一种机械化耕地机械，其根据耙耕作的原理以成组的凹面圆盘为工作部件，耙片刃口平面同地面垂直并与机组前进方向有一可调节的偏角。作业时在拖拉机牵引力和土壤反作用力作用下耙片滚动前进，耙片刃口切入土中，切断草根和作物残茬，并使土垡沿耙片凹面上升一定高度后翻转下落。作业时能把地表的肥料、农药等同表层土壤混和，普遍用于作物收获后的浅耕灭茬、早春保墒和耕翻后的碎土等作业，也可用作飞机播种后的盖种作业。

圆盘耙片种类很多，按照圆盘耙耙片的直径来分主要有以下三种：一是重型圆盘耙：其耙片直径为660mm，这种圆盘耙主要用于比较粘的土壤，耙深可达18cm左右；二是轻型圆盘耙：其耙片直径为460mm，用于不太粘的沙壤土或轻质土壤，耙深10cm左右；三是中型圆盘耙：其耙片直径为560mm，一般用在普通的土壤，其耙深介于重型圆盘耙和轻型圆盘耙之间。圆盘耙片是工作对象是土壤和作物根茎，工作条件恶劣，磨损严重；同时还承受扭曲疲劳，是主要磨损易耗件。

国内目前主要采用65Mn或60Si2Mn等弹簧钢板来生产圆盘耙片，其生产工艺流程如下：

下料(方料)－冲方孔－冲剪外圆－铣外圆刃－冲缺口－铣缺口刃－加热－压形－余热淬火－回火－喷漆－包装入库。

由于弹簧钢的淬透性差，且含碳量高，淬火裂纹敏感性高，只能采用油浴淬火，然后回火的方式热处理，材料的硬度可以达到50～60HRC，但由于圆盘耙片是一个凹面圆盘，在加热和淬火过程中，很容易变形，圆面扭曲，造成报废，所以目前国内生产企业采用冲压余温淬火工艺，损失材料的硬度来保证圆盘耙片的尺寸精度。目前圆盘耙片的生产工艺有如下不足：

(1)耙片的硬度低，只能达到38～48HRC，耐磨性和刚度不足；

(2)油浴淬火，环境污染大，工作条件差；

根据在东北地区的调研，目前国产耙片的性能良莠不齐，较好的耙片硬度能达到40～45HRC，基本可用；差的耙片硬度只有30HRC，耐磨性很差，且刚度低，工作时稍有石块碰上，就变形报废，根本就不能使用，耽误农时，给用户造成损失。采用新工艺、新材料生产出优质圆盘耙片，提高其使用寿命，可以大大降低耕种成本，节能增效，对我国农业的发展具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，既保证耙片的力学性能，又能保证耙片的尺寸精度、形位公差，且工艺简化、可操作性强。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，将机加工好的圆盘耙片坯料加热到奥氏体化温度并保温时间后，转入成形模具中，将坯料冲压成形，且坯料在模具中冷却到材料的马氏体开始转变温度Ms以下，同时完成成形和淬火。

所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，圆盘耙片坯料为锰硼钢板，按重量百分比计，其化学成分为：C0.20～0.35，Mn1.0～1.8，Si0.17～0.37，Cr<0.4，Ti<0.08，V<0.08，Al<0.06，P<0.035，S<0.035，B0.0008～0.0040，余为Fe。

所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，成形模具采用铜合金制造，且模具内部分布冷却水槽。

所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，成形模具包括上连接件、凹模、上冷却铜板、定位杆、下冷却铜板、冷却水槽Ⅰ、凸模、下连接件、定位孔、冷却水槽Ⅱ，具体结构如下：

凹模和凸模上下相对设置，凹模的顶部设置上连接件，凹模的底部设置上冷却铜板，凹模下表面均匀布置冷却水槽Ⅱ，凸模的底部设置下连接件，凸模的顶部设置下冷却铜板，凸模上表面均匀布置冷却水槽Ⅰ；凸模中心穿设用于安放坯料的定位杆，凹模中心开设与定位杆对应的定位孔。

所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，铜合金的种类、冷却水槽的尺寸和分布决定所成形坯料的冷却速度，以保证坯料的冷却速度在30K/s以上。

所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，奥氏体化温度为880～930℃，保温时间为5～20分钟，薄板材取下限，厚板材取上限。

所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，根据需要在淬火后进行回火处理，温度为180～250℃，保温时间为1～2小时，空冷。

本发明的优点及有益效果如下：