[发明专利]一种低阻力耐磨犁铲尖的制造方法

说明书

本发明涉及农机具的生产加工领域，具体地说是一种低阻力耐磨犁铲尖的制造方法。在犁铲尖坯料头部正、背面加工出沟槽，每个沟槽方向与犁铲尖两侧平行边方向呈一定角度有规律的分布于犁铲尖头部正、背面；在沟槽内堆敷耐磨涂层，耐磨涂层高出犁铲尖基体平面；犁铲尖头部两侧基体表面全部直接堆敷耐磨涂层，无需开沟槽。采用本发明生产的犁铲尖，可大幅度降低犁铲尖入土和行进过程中的阻力，同时减少了动力装备前进过程中的部分牵引阻力；由于作业过程中受到的阻力变小，采用本发明生产的犁铲尖的使用寿命会相应增长；采用本发明中犁铲尖的耐磨涂层堆敷在犁铲尖坯料的沟槽内部，通过增加与基体的结合面积提升其稳定性。

技术领域：

本发明涉及农机具的生产加工领域，具体地说是一种低阻力耐磨犁铲尖的制造方法。

背景技术：

农机触土部件在作业过程中，长期承受来自土壤中石英、长石、植物硅酸体等硬质颗粒以及作物残茬与秸秆、杂草的频繁冲击与磨损。根据不完全统计，约有80％的农机触土部件因磨料磨损过早失效，犁铲、旋耕刀、开沟器等农机触土部件的过早失效严重制约着作业质量和作业效率，还增加了农业生产成本。同时，频繁的更换失效的刀具还增加了劳动强度，延误了农时。为了改善农机触土部件的耐磨性能，众多国内外学者利用氩弧熔覆、激光熔覆、等离子堆焊等方法，在触土部件的易磨损表面制备耐磨层，如：运用氩弧熔覆技术在碳钢表面制备了Ni基合金耐磨层，耐磨层形貌良好，试验结果显示氩弧熔覆技术可用于农机触土部件的制造和修复；利用氧乙炔火焰喷焊技术在灭茬刀具上制备了Ni-WC耐磨层，试验结果表明WC对镍基合金产生弥散强化、晶界强化和固溶强化的作用，提升了耐磨层的耐磨性能；利用等离子喷焊技术在犁铧表面制备了Ti(C,N)-WC复合陶瓷涂层，喷焊处理后的犁铧耐磨性明显有所提高；利用反应氮弧熔覆技术在旋耕刀上制备了TiCN/Fe金属陶瓷涂层，涂层形貌良好，显微硬度高，田间试验表明同种工况下，经过耐磨处理的旋耕刀的使用寿命是普通65Mn旋耕刀的2倍。由此可见，以上技术方法均在不同程度上，对农机触土部件的耐磨性能和使用寿命具有积极的影响，但是上述方法多存在设备价格高昂、工艺流程复杂和耐磨材料成本较高等不足。

在农机具耐磨部件领域中犁铲尖是最具有代表性的入土部件，其使用寿命与产品耐磨性和作业土壤环境等密切相关。农机生产厂家多采用表面涂敷耐磨层的方式来增强犁铲尖的耐磨性、提升使用寿命。目前市场上犁铲尖耐磨层的堆敷方式和外形结构多种多样，但是均是在基体表面直接进行堆敷。然而，犁铲尖耐磨层多采用成本较低铁基材料涂敷而成，这类材料通常具有硬度高、脆性大、易开裂等特点。若犁铲尖涂敷耐磨层后进行常规淬火处理，则耐磨层及与耐磨层结合处会产生开裂造成剥落现象；若犁铲尖涂敷耐磨涂层后不进行淬火处理，其使用性能将严重降低，会出现变形、磨损快等问题。犁铲尖表面堆敷耐磨涂层的形式多种多样，其中以双侧整体表面堆敷形式最为常见，见图1。耐磨合金的硬度一般在HRC60～68，较犁铲尖基体硬度大幅度提高，虽然耐磨性可能提高1～3倍，但在使用过程中，表面堆覆耐磨合金的犁铲尖存在如下问题：

1)堆敷耐磨合金层仅在基体的表面形成冶金结合，虽然硬度高，但脆性大，旋耕刀使用过程中高速旋转下撞击石块时很容易导致耐磨合金层崩裂、脱落，耐磨效果变差；

2)表面熔覆合金层，增加了犁铲尖头部厚度，增加了入土、行进的阻力，特别在土壤硬度高或粘性大的地块，消耗动力显著提高，经济性差。

3)通常为了确保表面涂层的完整性，需要选用韧性较好的高成本涂层原料或者采用复杂的热处理工艺进行焊后热处理，降低了生产效率，增加能耗。

发明内容：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种低阻力、耐磨损、长寿命犁铲尖的制造方法，通过改变堆敷涂层与基体冶金结合面积，对犁铲尖进行局部堆敷耐磨涂层。这种方法改变了传统的表面整体涂敷方式，采用有规律的局部沟槽堆焊方式，局部堆焊的耐磨涂层应力也会相应的减小，降低了应力开裂的几率；同时，沟槽中堆敷耐磨涂层，使犁铲尖基体局部得到强化且增加了与耐磨涂层的冶金结合面积，增加了耐磨涂层的结构稳定性，可以大幅度提高犁铲尖的整体耐磨性，从而达到提升使用寿命的目的。