BE1026868B1

BE1026868B1 - Verschleißfeste Schicht für Bodenfräswerkzeug

Info

Publication number: BE1026868B1
Application number: BE20195337A
Authority: BE
Inventors: Weimin Long; Sujuan Zhong; Shengnan Li; Jian Qin; Yinyin Pei; Quanbin Lu; Xiupeng Li; Yuanxun Shen
Original assignee: Zhengzhou Res Inst Mechanical Eng Co Ltd
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2019-05-23
Publication date: 2020-07-16
Also published as: BE1026868A1; CN109663922A; CN109663922B

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine verschleißfeste Schicht für ein Bodenfräswerkzeug bereit, die folgende Zusammensetzung in Massenprozent aufweist: 10% Diamantmikropulver, 0,5%-2,0% Mikronano-SiC-Pulver, 3%-5% TiH2-Pulver, und BNi82CrSiBFe-Lötzusatz von restlichen Anteilen, und die durch folgendes Verfahren hergestellt wird, wobei die Pulver verhältnismäßig abgewogen und dann vollständig gemischt werden, und das Gemisch unter Verwendung eines Bindemittels zu einer Paste zubereitet wird, die an einer Schneidkante der Bodenfrässchneide vorgesehen ist und für 30-60 Minuten bei 110-130°C getrocknet wird; ein Vakuumlötofen verwendet wird, und das Lötbeschichten in einer Umgebung mit einem Vakuumgrad von 6x10-3 Pa bei 1050-1080°C stattfindet und 30 Minuten dauert, und das Gemisch dann im Ofen abgekühlt wird, so dass die verschleißfeste Schicht auf die Oberfläche des Grundkörpers der Bodenfrässchneide aufgetragen wird, und gleichzeitig eine flexible Keramikphase Ti3SiC2 durch in-situ-Synthese hergestellt wird, so dass die Verschleißfestigkeit des Werkzeugs erhöht wird, und nachteilige Einflüsse von schlechter Stoßfestigkeit einer spröden Keramik relativ zum Werkzeug gemildert werden; und sich das Bodenfräswerkzeug nach dem Abstich einer Vakuum- Wärmebehandlung unterzieht, wodurch die Verschleißfestigkeit des Bodenfräswerkzeugs verbessert wird, die Wärmespannung im Innere des Werkzeugs beseitigt wird und die wirksame Lebensdauer des Werkzeugs verlängert wird.

Description

Verschleißfeste Schicht für Bodenfräswerkzeug Technisches Gebiet Die vorliegende Offenbarung betrifft das technische Gebiet von Landmaschi- nen, und betrifft insbesondere eine verschleißfeste Schicht für ein Bodenfräs- werkzeug.

Technischer Hintergrund Bodenfräsmaschinen stellen eine der hauptsächlichen Bodenkultivierungs- geräte in China dar.

Bei einer Bodenfräse handelt es sich um eine Art von Bo- denbearbeitungsmaschinen, bei der das Arbeitsteil aktiv dreht, und den Boden nach dem Prinzip eines Fräsers bearbeitet, wobei die Bodenkultivierungsarbeit zum einmal fertigzumachen ist.

Und die Bodenfräse hat Betriebseigenschaften wie gute Landbearbeitungsqualität, hohe Leistung, Reduktion der Anzahl von Landbearbeitungen, und gleichmäßige Boden-Dünger-Mischung, daher ist weit auf Bodenbearbeitung vor Pflanzen in trockenem Land anwendbar.

Außerdem kann die Bodenfräse die Bodenbearbeitungs- und -kultivierungszeit erheblich verkürzen, und dient der Verkürzung von Arbeitsstunden und Erhöhung der Ar- beitsleistung.

Die Bodenfräse besteht hauptsächlich aus einem Rahmen, einem Antriebs- system, einer drehenden Fräswelle, einem Fräsmesser (Bodenfrässchneide) und einer Abdeckung oder dergleichen.

Der Hauptfaktor, der die Lebensdauer der Bodenfräse beeinträchtigt, ist die Verschleilsfestigkeit der Bodenfräss- chneide, und die Qualität von bestehenden Bodenfrässchneiden in China kann kaum das internationale fortgeschrittene Niveau erreichen: der Verschleiß und der Austausch von Bodenfrässchneiden, als HauptverschleifBteil der Bodenfräse, verursachen jedes Jahr große Verluste.

Statistisch gesehen beträgt die Nut-

zungsdauer einer gewöhnlichen Bodenfrässchneide unter normalen Umständen in bindigem Boden 20-35 hm?/Stück, während die Nutzungsdauer in Sand nur 3,3-5,5 hm?/Stück beträgt.

Außerdem würde ein verschlissenes Bodenbearbei- tungsteil zu erhöhtem Zugwiderstand und erhöhtem Brennstoffverbrauch führen, und die Arbeitsleistung und die Arbeitsqualität von Landmaschinen verringern, und auch die Arbeitskosten erhöhen.

Daneben ist der Austausch von Boden- frässchneiden zeitaufwendig und arbeitsintensiv, was intensive Arbeiten wäh- rend der Erntezeit beeinträchtigt.

Die Verlängerung der Lebensdauer der Bo- denfrässchneiden befriedigen daher die Bedürfnisse an die Erhöhung der Ar- beitsleistung von Landmaschinen, die Verbesserung der Produktqualität und des technologischen Niveaus von Landmaschinen in China, und lebhafte Nach- fragen an langlebigen verschleißfesten Bodenfrässchneiden in China, und wei- sen deswegen eine signifikante Bedeutung auf.

Die Hauptursachen eines Ausfalls einer Bodenfrässchneide im Betrieb sind Bruch und Verschleiß, darunter ist Verschleiß ein überwiegender Grund dafür.

Methoden zur Verlängerung der Lebensdauer von Bodenfrässchneiden legen ihre Aufmerksamkeit hauptsächlich auf die Untersuchungen für die Verbesse- rung der Verschleißfestigkeit von Schneidwerkzeugen, und für unveränderten Stahlgrundkörper von Schneidwerkzeugen ist die Oberflächenmodifizierung des Stahlgrundkörpers eine bevorzugte Methode zur Erhöhung der Verschleißfes- tigkeit.

Während der Arbeit der Bodenfräse ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Bodenfrässchneide relativ zum Boden extrem hoch, und die Bodenfräss- chneide befindet sich in einer Arbeitsumgebung mit hohem Verschleiß und ho- hem Stoß.

Deswegen ist es erforderlich, dass die Oberfläche einer Bodenfräs- schneide eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist, die Schicht eine hohe Haft- festigkeit mit dem Grundkörper hat, die Gesamtprozesskosten niedrig sind und eine volle Automatisierung einfach zu verwirklichen ist.

Gegenstand der Anmeldung Um die obigen Probleme zu lösen, stellt die vorliegende Offenbarung eine verschleißfeste Schicht für ein Bodenfräswerkzeug bereit, wobei das nach die- ser Offenbarung hergestellte Bodenfräswerkzeug positive Eigenschaften auf- weist, wie z.B. hohe Steifigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Stoßfestigkeit, niedri- gen Abrieb, hohe Haftkraft und lange Lebensdauer; und das Herstellungsver- fahren auch einfach ist, wodurch die Verschleißfestigkeit und die Zähigkeit des Bodenfräswerkzeugs verbessert werden, die wirksame Lebensdauer des Werkzeugs noch verlängert wird, und die Produktionskosten niedrig sind, was alle auf eine Angemessenheit für Vermarktung und Anwendung hinweist.

Die vorliegende Offenbarung wird durch folgende technische Lösungen ver- wirklicht: Eine verschleißfeste Schicht für ein Bodenfräswerkzeug wird hergestellt und weist folgende Zusammensetzung in Massenprozent auf: 10% Diamantmikro- pulvern, 0,5%-2,0% Mikronano-SiC-Pulvern, 3%-5% TiH2-Pulvern, und restli- chen Anteilen vom Lötzusatz BNi82CrSiBFe.

Ferner sind die Diamantmikropulver, die Mikronano-SiC-Pulver, die TiH2-Pulver und der BNi82CrSiBFe-Lötzusatz alle pulverförmig, und weisen je- weils eine Korngröße im Bereich von 45-58 um, 0,6-3 um, 80-100 um und 48-58 wm auf, und die Sauerstoffgehalte davon liegen alle niedriger als 800 ppm, und die Gehalte an Verunreinigungen davon liegen alle niedriger als 0,6 Gew.%.

Ein Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Schicht für ein Boden- fräswerkzeug umfasst folgende spezifische Schritte: Schritt 1: Durchführen von Kugel- und Sandstrahlen auf der Oberfläche einer Bodenfrässchneide, um die Schneidkante zu polieren und glätten;

Schritt 2: Wiegen der Diamantmikropulver und des BNi82CrSiBFe-Lötzusatzes gemäß dem obigen Massenverhältnis, und Erhalten eines Materialgemischs nach dem Mischen der Beiden in einem Mixgerät für 2 Stunden, um auf folgende Schritte vorzubereiten;

Schritt 3: Wiegen der TiH2-Pulver und der Mikronano-SiC-Pulver gemäß dem obigen Massenverhältnis, und Zugeben von wasserfreiem Ethanol und ZrO2-Mahlkugeln, nachdem das Gemisch in eine Planetenkugelmühle gegeben wurde, und dann Erhalten eines Pulvergemisches, nachdem das Gemisch voll- ständig gemischt wurde und herausgenommen wurde, wodurch Vorbereitungenauf folgende Schritte realisiert werden;

Schritt 4: Zugeben von dem in Schritt 3 erhaltenen Pulvergemisch einer Suspension, der ein Bindemittel zugegeben wird; dann Erhalten einer Misch- flüssigkeit nach dem Hinzufügen einer angemessenen Menge von einem Dis- pergiermittel; und Herstellen einer Paste des Materialgemischs, nachdem das in

Schritt 2 erhaltene Materialgemisch der Mischflüssigkeit zugegeben wird;

Schritt 5: Auftragen der in Schritt 4 hergestellten Paste des Materialgemischs gleichmäßig auf beide Flächen und eine Seitenfläche an der Schneidkante der Bodenfrässchneide, wobei eine Dicke von 0,7-0,9 mm, eine Breite von 14-16 mm, und eine Länge von 144-146 mm unter Steuerung verwirklicht werden; unddann Erhalten eines Bodenfräswerkzeugs mit einer aufgetragenen verschleiß- festen Schicht nach Abkühlen und Lufttrocknen, um auf folgende Schritte vor- zubereiten;

Schritt 6: Platzieren des Bodenfräswerkzeugs mit einer aufgetragenen ver- schleißfesten Schicht in einen Trockenschrank, wobei die Temperatur im Be-

reich von 110-130°C für 30-60 Minuten aufrechterhalten wird, und somit die Feuchtigkeit innerhalb der Schicht getrocknet wird; und Platzieren des getrock-

neten Bodenfräswerkzeugs dann zum Erhitzen in einen Vakuumlötofen, und Durchführen eines Lötbeschichtens einer verschleiRfesten Schicht; Schritt 7: Durchführen einer Vakuum-Wärmebehandlung auf dem lötbe- schichteten Bodenfräswerkzeug, so dass das behandelte Bodenfräswerkzeug 5 eine Steifigkeit von 43-47 HRC hat.

Ferner wird auf die Bodenfrässchneide, die bereits mit der Paste des Materi- algemischs beschichtet wurde, nach dem Abkühlen und Lufttrocknen in Schritt 5 wieder die Paste des Materialgemischs gleichmäßig aufgetragen, wobei eine Dicke von 0,4-0,6 mm unter Steuerung verwirklicht wird; die Paste des Materi- algemischs wird nach dem Abkühlen und Lufttrocknen wieder gleichmäßig auf die ersten zwei Schichten aufgetragen, wobei eine Dicke von 0,2-0,4 mm unter Steuerung verwirklicht wird; und nach dem Abkühlen und Lufttrocknen wird ein Bodenfräswerkzeug erhalten, auf das eine verschleißfeste Schicht aufgetragen wird, Ferner weist der Prozess zum Vakuum-Lötbeschichten in Schritt 6 folgende Prozessparameter auf, nämlich das Lötbeschichten findet bei 1050°C-1080°C in einer Umgebung mit einem Vakuumgrad von 6x10° Pa statt und dauert 30 Mi- nuten, und dann eine Abkühlung im Ofen wird verwirklicht.

Ferner wird bei der Vakuum-Wärmebehandlung in Schritt 7 folgender Prozess durchgeführt, wobei das Abschrecken bei einer Temperatur von 800+10°C stattfindet, die Temperatur für 10-15 Minuten aufrechterhalten wird, und dann eine Ölkühlung durchgeführt wird; und dann das Anlassen bei einer Temperatur von 320+10°C stattfindet, und die Temperatur für 30-35 Minuten aufrechterhal- ten wird.

Die vorliegende Offenbarung hat folgende vorteilhafte Auswirkungen:

Auf der Basis einer gewöhnlichen Bodenfrässchneide wird eine verschleiß- feste Diamantschicht aufgetragen, gleichzeitig wird eine flexible Keramikphase Ti3SiC2 durch /n-situ-Synthese hergestellt, so dass die Verschleißfestigkeit des Werkzeugs verbessert wird, und nachteilige Einflüsse von schlechter Stoßfes- tigkeit einer spröden Keramik relativ zum Werkzeug gemildert werden. Während der Arbeit der Bodenfrässchneide steht die verschleißfeste Schicht in direktem Kontakt mit dem Boden und unterzieht sich daher Reibung und Abrieb; während durch die verschleißfeste Schicht das Grundwerkstoff geschützt wird, und daher die Lebensdauer verlängert wird; und die Lebensdauer der Bodenfrässchneide kann nur mit geringem zusätzlichem Kostenaufwand signifikant verlängert wer- den, und nicht nur die Arbeitsleistung der Bodenfrässchneide wird erhöht, und die Zeit und Kosten für den Werkzeugwechsel und die Wartungszeit und -kosten für die Bodenfräse werden reduziert; auch der Grundkörper der Bodenfräss- chneide wird voll ausgenutzt.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen Die vorliegende Offenbarung ist im Folgenden unter Bezugnahme auf spezi- fische Ausführungsformen näher zu beschreiben: Eine verschleißfeste Schicht für ein Bodenfräswerkzeug wird hergestellt und weist folgende Zusammensetzung in Massenprozent auf: 10% Diamantmikro- pulvern, 0,5%-2,0% Mikronano-SiC-Pulvern, 3%-5% TiH2-Pulvern, und restli- chen Anteilen vom Lötzusatz BNi82CrSiBFe.

Ferner sind die Diamantmikropulver, die Mikronano-SiC-Pulver, die TiHz-Pulver und der BNi82CrSiBFe-Lôtzusatz alle pulverförmig, und weisen je- weils eine KorngröBe im Bereich von 45-58 um, 0,6-3 um, 80-100 um und 48-58 wm auf, und die Sauerstoffgehalte davon liegen alle niedriger als 800 ppm, und die Gehalte an Verunreinigungen davon liegen alle niedriger als 0,6 Gew.%.

Ein Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Schicht für ein Boden- fräswerkzeug umfasst folgende spezifische Schritte:

Schritt 1: Durchführen von Kugel- und Sandstrahlen auf der Oberfläche einer Bodenfrässchneide, um Ölverschmutzung und Oxidhaut zu entfernen sowie die

Schneidkante zu polieren und glätten;

Schritt 2 erhaltene Materialgemisch der Mischflüssigkeit zugegeben wird;

Schritt 5: Auftragen der in Schritt 4 hergestellten Paste des Materialgemischs gleichmäßig auf beide Flächen und eine Seitenfläche an der Schneidkante der Bodenfrässchneide, wobei eine Dicke von 0,7-0,9 mm, eine Breite von 14-16 mm, und eine Länge von 144-146 mm unter Steuerung verwirklicht werden; und

Auftragen einer dünnen Beschichtung mehrmals nach Abkühlen und Lufttrock- nen, wobei die dünne Beschichtung vorzugsweise zweimal durchgeführt wird, und spezifisch auf die Bodenfrässchneide, die bereits mit der Paste des Materi-

algemischs beschichtet wurde, wieder die Paste des Materialgemischs gleich- mäßig aufgetragen wird, wobei eine Dicke von 0,4-0,6 mm unter Steuerung verwirklicht wird, und nach dem Abkühlen und Lufttrocknen die Paste des Mate- rialgemischs wieder gleichmäßig auf die ersten zwei Schichten aufgetragen wird, wobei eine Dicke von 0,2-0,4 mm unter Steuerung verwirklicht wird; und nach dem Abkühlen und Lufttrocknen ein Bodenfräswerkzeug erhalten wird, auf das eine verschleißfeste Schicht aufgetragen wird; bei diesem Prozess die Paste des Materialgemischs mehrmals dünn auf beide Flächen und eine Seitenfläche an der Schneidkante der Bodenfrässchneide aufgetragen wird, und daher eine niedrige Haftfestigkeit mit dem Grundkörper wegen einer einmal dick aufgetra- genen Schicht vermieden wird.

Schritt 6: Platzieren des Bodenfräswerkzeugs mit einer aufgetragenen ver- schleißfesten Schicht in einen Trockenschrank, wobei die Temperatur im Be- reich von 110-130°C für 30-60 Minuten aufrechterhalten wird, und somit die Feuchtigkeit innerhalb der Schicht getrocknet wird; und Platzieren des getrock- neten Bodenfräswerkzeugs dann zum Erhitzen in einen Vakuumlötofen, und Durchführen eines Lötbeschichtens einer verschleißfesten Schicht; wobei der Prozess zum Vakuumlötbeschichten folgende Prozessparameter aufweist, nämlich die Temperatur im Bereich von 1050°C-1080°C in einer Umgebung mit einem Vakuumgrad von 6x103 Pa für 30 Minuten aufrechterhalten wird, und dann eine Abkühlung im Ofen realisiert wird, wobei das mit einer verschleißfes- ten Schicht beschichtete Werkzeug vor dem Vakuumlötbeschichten zuerst ge- trocknet wird, um Defekte wie Poren im Innere der erzeugten verschleißfesten Schicht zu vermeiden; Schritt 7: Durchführen einer Vakuum-Wärmebehandlung auf dem lötbe- schichteten Bodenfräswerkzeug, um die Eigenspannung des Materials zu be- seitigen und die Verschleißfestigkeit und die Zähigkeit der Bodenfrässchneide zu verbessern, so dass das behandelte Bodenfräswerkzeug eine Steifigkeit von

43-47 HRC hat, wobei bei der Vakuum-Wärmebehandlung folgender Prozess durchgeführt wird, wobei das Abschrecken bei einer Temperatur von 800+10°C stattfindet, die Temperatur für 10-15 Minuten aufrechterhalten wird, und dann eine Ölkühlung durchgeführt wird; und dann das Anlassen bei einer Temperatur von 320+10°C stattfindet, und die Temperatur für 30-35 Minuten aufrechterhal- ten wird, Ausführungsbeispiel 1: Ein abgeschreckter 65Mn-Stahl wurde als Grundwerkstoff ausgewählt, und die ausgewählte Probe unterzog sich einer Oberflächenbehandlung wie Kugel- und Sandstrahlen, um Ölverschmutzung und Oxidhaut zu entfernen, und die vorbeschichtete verschleißfeste Schicht zu polieren und glätten. 10% Diamant- mikropulver und 83.5% BNi82CrSiBFe-Pulver wurden gemäß einem vorgege- benen Massenverhältnis abgewogen und in ein Mixgerät gegeben, und nach dem Mischen für 2 Stunden herausgenommen; 5% TiH2-Pulver und 1,5% Mik- ronano-SiC-Pulver wurden in einer Kugelmühle vermahlt und dann einer Sus- pension zugegeben, der ein Bindemittel bereits zugegeben wird; danach wurde eine angemessene Menge von einem Dispergiermittel hinzugefügt, wodurch eine Mischflüssigkeit erhalten wurde; das Materialgemisch wurde der Misch- flüssigkeit zugegeben, und daher wurde das Materialgemisch zu einer pasten- artigen Paste des Materialgemischs hergestellt; und die Mikronano-SiC-Pulver wurden in der Suspension dispergiert, wobei eine Agglomeration der Mikrona- no-SiC-Pulver zu verhindern ist.

Die hergestellte Paste des Materialgemischs wurde gleichmäßig auf eine oberflächenbehandelte Probe sowie Bodenfrässchneide mit einer Spezifikation von ó6mmx25mm and 25mmx5mmx100mm aufgetragen, wobei eine Dicke von 0,8 mm unter Steuerung verwirklicht wurde; nach dem Abkühlen und Lufttrock- nen wurde auf die Probe und die Bodenfrässchneide, die bereits mit der Pastedes Materialgemischs beschichtet wurden, wieder die Paste des Materialge- mischs gleichmäßig aufgetragen, wobei eine Dicke von 0,5 mm unter Steuerung verwirklicht wurde; die Paste des Materialgemischs wurde nach dem Abkühlen und Lufttrocknen wieder gleichmäßig auf die ersten zwei Schichten aufgetragen, wobei eine Dicke von 0,3 mm unter Steuerung verwirklicht wurde; nach dem Abkühlen und Lufttrocknen wurden dann eine Probe und ein Bodenfräswerk- zeug erhalten, auf die jeweils eine verschleißfeste Schicht aufgetragen wurde; und die beschichtete Probe und die beschichtete Bodenfrässchneide wurden getrocknet, unterzogen sich Operationen, wie z.B. einem Vaku- um-Lötbeschichten bei einer Hochtemperatur sowie einer Vaku- um-Wärmebehandlung nach dem Löten, und schließlich wurden eine Probe sowie eine Bodenfrässchneide jeweils mit einer verschleißfesten Schicht erhal- ten.

Vergleichsbeispiel 1: Zum Vergleich zwischen dem Grundkörper aus auf dem Markt erhältlichen Stahlwerkstoffen, wie geschweißtem Q235-Stahl sowie abgeschrecktem 65Mn-Stahl, und der im Ausführungsbeispiel 1 hergestellten Probe mit einer verschleißfesten Schicht wurde ein Verschleißtest 1 jeweils durchgeführt: Für die Stahlwerkstoffe des Grundkörpers, d.h. geschweißten Q235-Stahl sowie abgeschreckten 65Mn-Stahl, wurde ein Verschleißtest 1 jeweils durch- geführt, wobei eine ZX50C-Fräs- und Bohrmaschine benutzt wurde, eine Probe mit einer Spezifikation von J6mmx25mm an einer Spindel befestigt wurde, ein 80*SiC-Schleifpapier auf einem Arbeitstisch verklebt wurde, and der Ver- schleißtest unter einer festen Last durch eine Hin- und Herbewegung einer Vorschubwelle für eine Stunde mit der Rotation der Spindel vervollständigt wurde, wobei eine relative Dickenreduktion der verschleißfesten Schicht durcheine theoretische Berechnung erhalten wurde, und eine quantitative Analyse der Verschleißfestigkeit der verschleißfesten Schicht realisiert wurde; Die relative Dickenreduktion des Stahlwerkstoff-Grundkörpers wurde dahin- gehend aus der Dichte und der Gewichtsreduktion berechnet: die relative Di- ckenreduktion h für den geschweißten Q235-Stahl: 0,378x1000/7,85 = hx3,14x32, h = 1,704 mm; und die relative Dickenreduktion h für den 65Mn-Stahl: 0,241x1000/7,85 = hx3,14x32, h = 1,086 mm; Für die im Ausführungsbeispiel 1 hergestellte Probe mit einer verschleißfesten Schicht wurde ein Verschleißtest 1 durchgeführt, wobei eine ZX50C-Fräs- und Bohrmaschine benutzt wurde, eine Probe mit einer Spezifikation von demmx25mm an einer Spindel befestigt wurde, und ein 80*SiC-Schleifpapier auf einem Arbeitstisch verklebt wurde.

Der Verschleißtest wurde unter einer festen Last durch eine Hin- und Herbewegung einer Vorschubwelle für eine Stunde mit der Rotation der Spindel vervollständigt, wobei eine relative Dicken- reduktion der verschleißfesten Schicht durch eine theoretische Berechnung er- halten wurde, und eine quantitative Analyse der Verschleißfestigkeit der ver- schleißfesten Schicht realisiert wurde; Nach dem Verhältnis von dem Diamant, Mikronano-SiC, TiH2 und BNi82CrSiBFe wurde die Dichte der verschleifsfesten Schicht dahingehend be- rechnet, dass das Verhältnis Diamant:TiH2:SiC:BNi82CrSiBFe 10:5:1,5:83,5 beträgt, und die Dichte 7,54 g/cm3 beträgt; und aus der Dichte und der Ge- wichtsreduktion wurde die relative Dickenreduktion der verschleiBfesten Schicht dahingehend berechnet: die relative Dickenreduktion h der verschleißfesten Verbundschicht aus Diamant: 0,007x1000/7,54 = hx3,14x32, und h = 0,033 mm.

In Tabelle 1 werden die Anderungen in Abmessungen und Gewichten von der Probe, dem geschweiBten Q235-Stahl und dem abgeschreckten 65Mn-Stahl gezeigt, die alle eine Spezifikation von d6mmx25mm aufweisen:

Tabelle 1 Änderungen in Gewichten und Abmessungen bei Verschleiß- testen 1 Stunde schleißfesten (geschweißt) | (abgeschreckt) Schicht Test dem Test Redukton| 0007 | 0378 | 0,241 Test dem Test ge om [nn (berechnet)/mm Vergleichsbeispiel 2:

Zum Vergleich zwischen dem Grundkörper aus auf dem Markt erhältlichen Stahlwerkstoffen, wie geschweilstem Q235-Stahl sowie abgeschrecktem 65Mn-Stahl, und der im Ausführungsbeispiel 1 hergestellten Probe mit einer verschleißfesten Schicht wurde ein Verschleifstest 2 durchgeführt:

Für die Stahlwerkstoffe des Grundkôrpers,d.h. geschweiften Q235-Stahl so-

wie abgeschreckten 65Mn-Stahl, wurde ein Reibungs- sowie Abriebtest 2 je- weils durchgeführt, wobei eine selbstgefertigte Testplattform benutzt wurde, und eine Probe eines Stahlwerkstoffs mit einer Spezifikation von 25mmx5mmx100mm durch ein Durchloch an einem Ende an einer drehbaren Welle befestigt wurde und danach in eine Umgebung mit gemischtem Sand und

Wasser gelegt wurde, wobei eine Massenänderung durch Wiegen vor und nach Drehen mit einer Drehzahl von 200 r/min für 8 Stunden ermittelt wurde; Für die Probe mit einer lötbeschichteten verschleißfesten Schicht wurde ein Reibungs- sowie Abriebtest 2 durchgeführt, wobei eine selbstgefertigte Test-

plattform benutzt wurde, und eine Probe mit einer Spezifikation von 25mmx5mmx100mm durch ein Durchloch an einem Ende an einer drehbaren Welle befestigt wurde und danach in eine Umgebung mit gemischtem Sand und Wasser gelegt wurde, wobei eine Massenänderung durch Wiegen vor und nach Drehen mit einer Drehzahl von 200 r/min für 8 Stunden ermittelt wurde;

In Tabelle 2 werden die Änderungen in Gewichten von der Probe, dem ge- schweißten Q235-Stahl und dem abgeschreckten 65Mn-Stahl gezeigt, die alle eine Spezifikation von 25mmx5mmx100mm aufweisen:

Tabelle 2 Gewichtsänderungen von Proben vor sowie nach dem Ver- schleiß 8 Stunden schleißfesten (geschweißt) | (abgeschreckt) Schicht Test dem Test

Vergleichsbeispiel 3: Eine Bodenfrässchneide ohne verschleißfeste Behandlung wurde unmittelbar in einer Bodenfräse montiert und führte eine Bodenkultivierungsarbeit im Ackerboden durch, wobei die Lebensdauer der Bodenfrässchneide getestet wurde;

Ein ganzes Set von einer Bodenfrässchneide mit einer lötbeschichteten ver- schleißfesten Schicht wurde in einer Bodenfräse montiert und führte eine Bo- denkultivierungsarbeit im Ackerboden durch, wobei die Lebensdauer der Bo- denfrässchneide getestet wurde; Aus den tatsächlichen Bodenbearbeitungsergebnissen der Bodenfräss- chneiden ist es festzustellen, dass eine Bodenfrässchneide aus geschweißtem Q235-Stahl ohne verschleißfestige Oberflächenbehandlung in der Lage ist, ein Ackerboden von 21,8776 Hektaren zu kultivieren, und eine Bodenfrässchneide aus abgeschrecktem 65Mn-Stahl ohne 22,1444-Hektare-Ackerboden kultivieren kann, während ein Bodenfräswerkzeug mit einer verschleißfesten Schicht 90,5119-Hektare-Ackerboden kultivieren kann, woraus ist es zu folgen, dass die tatsächliche Lebensdauer der Bodenfrässchneide mit einer verschleißfesten Schicht beim Testlauf 4,09 bis 4,13-fach derjenigen einer Bodenfrässchneide ohne verschleißfeste Behandlung war.

Oben gezeigt und beschrieben sind nur die Grundprinzipien, Hauptmerkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung, und es ist dem Fachmann zu ver- stehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausfüh- rungsformen beschränkt ist. Die vorstehenden Ausführungsformen und die Be- schreibung erläutern nur die Prinzipien dieser Offenbarung, und verschiedene Änderungen und Modifikationen dieser Offenbarung sind möglicherweise noch vorzunehmen, ohne vom Geist und Umfang dieser Offenbarung abzuweichen, und diese Änderungen sowie Modifikationen fallen auch in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung, und der Schutzumfang der Offenbarung werden durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalent definiert.

Claims

Ansprüche:

1. Verschleißfeste Schicht für ein Bodenfräswerkzeug, dadurch gekenn- zeichnet, dass die hergestellte verschleißfeste Schicht folgende Zusam- mensetzung in Massenprozent aufweist : 10% Diamantmikropulvern, 0,5%-2,0% Mikronano-SiC-Pulvern, 3%-5% TiH2-Pulvern, und restlichen Anteilen von BNi82CrSiBFe-Lôtzusatz.

2 Verschleiffeste Schicht für ein Bodenfräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantmikropulver, die Mikrona- no-SiC-Pulver, die TiHz-Pulver und der BNi82CrSiBFe-Lôtzusatz alle pul- verförmig sind, und jeweils eine Korngröße im Bereich von 45-58 um, 0,6-3 um, 80-100 um und 48-58 um aufweisen, und die Sauerstoffgehalte davon alle niedriger als 800 ppm liegen, und die Gehalte an Verunreinigungen davon alle niedriger als 0,6 Gew.% liegen.

3. Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Schicht für ein Boden- fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende spezifische Schritte umfasst: Schritt 1: Durchführen von Kugel- und Sandstrahlen auf der Oberfläche einer Bodenfrässchneide, um die Schneidkante zu polieren und glätten; Schritt 2: Wiegen der Diamantmikropulver und des BNi82CrSiBFe-Lötzusatzes gemäß dem obigen Massenverhältnis, und Erhalten eines Materialgemischs nach dem Mischen der Beiden in einem Mixgerät für 2 Stunden, um auf folgende Schritte vorzubereiten; Schritt 3: Wiegen der TiH2-Pulver und der Mikronano-SiC-Pulver gemäß dem obigen Massenverhältnis, und Zugeben von wasserfreiem Ethanol und ZrO2-Mahlkugeln, nachdem das Gemisch in eine Planetenkugelmühle ge- geben wird, und dann Erhalten eines Pulvergemisches, nachdem das Ge-

misch vollständig gemischt wurde und herausgenommen wurde, wodurch Vorbereitungen auf folgende Schritte realisiert werden; Schritt 4: Zugeben von dem in Schritt 3 erhaltenen Pulvergemisch einer Suspension, der ein Bindemittel zugegeben wird; dann Erhalten einer Mischflüssigkeit nach dem Hinzufügen eines Dispergiermittels; und Her- stellen einer Paste des Materialgemischs, nachdem das in Schritt 2 erhal- tene Materialgemisch der Mischflüssigkeit zugegeben wird; Schritt 5: Auftragen der in Schritt 4 hergestellten Paste des Material- gemischs gleichmäßig auf beide Flächen und eine Seitenfläche an der Schneidkante der Bodenfrässchneide, wobei eine Dicke von 0,7-0,9 mm, eine Breite von 14-16 mm, und eine Länge von 144-146 mm unter Steue- rung verwirklicht werden; und dann Erhalten eines Bodenfräswerkzeugs mit einer aufgetragenen verschleißfesten Schicht nach Abkühlen und Luft- trocknen, um auf folgende Schritte vorzubereiten; Schritt 6: Platzieren des Bodenfräswerkzeugs mit einer aufgetragenen verschleißfesten Schicht in einen Trockenschrank, wobei die Temperatur im Bereich von 110-130°C für 30-60 Minuten aufrechterhalten wird, und somit die Feuchtigkeit innerhalb der Schicht getrocknet wird; und Platzieren des getrockneten Bodenfräswerkzeugs dann zum Erhitzen in einen Vakuumlöt- ofen, und Durchführen eines Lötbeschichtens einer verschleißfesten Schicht; Schritt 7: Durchführen einer Vakuum-Wärmebehandlung auf dem lôt- beschichteten Bodenfräswerkzeug, so dass das behandelte Bodenfräs- werkzeug eine Steifigkeit von 43-47 HRC hat.

4. Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Schicht für ein Boden- fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abkühlen und Lufttrocknen in Schritt 5 auf die Bodenfrässchneide, die be-

reits mit der Paste des Materialgemischs beschichtet wird, wieder die Paste des Materialgemischs gleichmäßig aufgetragen wird, wobei eine Dicke von 0,4-0,6 mm unter Steuerung verwirklicht wird; die Paste des Materialge- mischs nach dem Abkühlen und Lufttrocknen wieder gleichmäßig auf die ersten zwei Schichten aufgetragen wird, wobei eine Dicke von 0,2-0,4 mm unter Steuerung verwirklicht wird; und nach dem Abkühlen und Lufttrocknen ein Bodenfräswerkzeug erhalten wird, auf das eine verschleißfeste Schicht aufgetragen wird.

5. Verfahren zum Herstellen einer verschleißfesten Schicht für ein Boden- fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess zum Erhitzen im Vakuumlötofen in Schritt 6 folgende Prozessparameter aufweist, nämlich die Temperatur im Bereich von 1050°C-1080°C in einer Umgebung mit einem Vakuumgrad von 6x10° Pa für 30 Minuten aufrecht- erhalten wird, und dann eine Abkühlung im Ofen realisiert wird.

6. Verfahren zum Herstellen einer verschleifsfesten Schicht für ein Boden- fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vakuum-Wärmebehandlung in Schritt 7 folgender Prozess durchgeführt wird, wobei das Abschrecken bei einer Temperatur von 800x10°C stattfin- det, die Temperatur für 10-15 Minuten aufrechterhalten wird, und dann eine Olkühlung durchgeführt wird; und dann das Anlassen bei einer Temperatur von 320+10°C stattfindet, und die Temperatur für 30-35 Minuten aufrecht- erhalten wird.