CN109287262A - 一种水稻收割机刀片及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水稻收割机刀片，具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部，刃口部的两侧梯形的斜边上分布有锯齿；刀片由合金钢制成，合金钢的组分及质量百分比为：C：1.2‑1.4%；Mn：16‑18%；Si：0.35‑0.45%；Ti：0.1‑0.2%；S：≤0.020%；P：≤0.035%；Mo：0.35～0.55%；Sc₂O₃：0.04‑0.08%；余量为Fe。本发明还公开一种水稻收割机刀片的加工方法。本发明的合金钢生产出来的刀片不但可以收割麦秸秆，同时还可以剪碎小型砖头和石子，这样才能真正的解决刀片碰到石子时产生的报废问题。

Description

一种水稻收割机刀片及其加工方法

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种水稻收割机刀片及其加工方法。

背景技术

联合收割机在现代农业中的应用越来越普遍，尤其是水稻，水稻的收割采用水稻收割机的面积已经占到了水稻种植面积的80% 以上。而水稻收割机在工作过程中，最容易磨损的一个部件就是刀片，在切割过程中遇到石块、树根等硬物使护刃器松动或变形，定刀片高低不一致；而刀片铆钉松动，切割时相碰等都可能引起切割刀片损坏。有一种水稻收割机刀片，该刀片具有梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部，该刀片为铸钢件，通常对这种刀片的加工方法是开刃口和磨刃口后即可使用。这种装在水稻收割机上的刀片在使用过程中存在如下问题：当刀片碰到石子或硬物时容易崩裂，导致刀片损坏报废。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种水稻收割机刀片及加工方法，以解决现有刀片碰到硬物时容易造成崩裂的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的水稻收割机刀片，具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部，所述的刃口部的两侧梯形的斜边上分布有锯齿；

所述的刀片由合金钢制成，所述的合金钢的组分及质量百分比为：

C：1.2-1.4%；

Mn：16-18%；

Si：0.35-0.45%；

Ti：0.1-0.2%；

S：≤0.020%；

P：≤0.035%；

Mo：0.35～0.55%；

Sc₂O₃：0.04-0.08%；

余量为Fe。

进一步，所述的水稻收割机刀片，其组分及质量百分比为：

C：1.3%；

Mn：17%；

Si：0.4%；

Ti：0.15%；

Mo：0.45%；

Sc₂O₃：0.06%；

余量为Fe。

进一步，所述的水稻收割机刀片，其特征在于，其加工方法为：A、将铸钢件铸造成由具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部构成的刀片的坯料；

B、将步骤A得到的坯料加热到750～790℃，保温 30～50分钟，锻打刃口部梯形的两侧待加工的齿部，使两侧齿部两侧外缘的顶面形成一个向下倾斜面和在两侧外缘的底面形成一个向上倾斜面；在锻打的过程中注意保持毛坯的温度保持在650℃以上，温度不足则立即加热到750～790℃之间；

C、将步骤B完成锻打的坯料刃口部两侧待加工的齿部进行齿形铣削加工，相邻齿根之间为圆弧连接，即得到刃口部具有锯齿状齿的刀片半成品；

D、将步骤C得到的刀片半成品进行热处理，先以50～100℃/小时的升温速度加热到200～300℃，保温1～2小时，然后再以80～100℃/小时的升温速度加热到550～620℃，保温0.5～1小时，再以120～150℃/小时的升温速度加热到1110～1130℃，保温1～1.5小时后进行淬火处理，淬火处理采用水淬；在刀片半成品入水前，水的温度为25～35℃，刀片半成品放入水中5分钟后，水温要低于45℃；

E、将完成淬火处理的刀片半成品进行深冷处理，深冷处理的温度为 -190℃至-200℃，保温1～2小时，然后在 200～230℃的温度下进行回火，回火时升温速度为 70～90℃/小时；

F、使用工具磨将完成深冷处理的刀片半成品的刃口部进行研磨，即得到水稻收割机刀片。

本发明是采用高碳、高猛的设计，硬度高，同时通过添加与控制Ti、Si、Mo和Sc₂O₃的含量，改善其韧性，避免裂纹的产生与工作时脆断情况的发生，本发明制备的工件表面发生塑性变形时，在变形层内会有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高，同时位错密度大量增加，位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使工件得到强化。同时由于本发明材料的奥氏体的层错能低，形变时容易出现堆垛层错，从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件。本发明的强度、塑性和韧性均大幅度改善，所制备的刀片经过热处理之后，不但可以收割麦秸秆，同时还可以剪碎小型砖头和石子，解决了刀片碰到石子时产生的报废问题。

本发明的有益效果为：

与现有技术相比，本发明有如下显著优点：

（1）本发明采用高碳、高猛的设计，硬度高，同时通过添加与控制Ti、Si、Mo和Sc₂O₃的含量，改善其韧性，避免裂纹的产生与工作时脆断情况的发生；

（2）本发明制备的工件表面发生塑性变形时，在变形层内会有明显的加工硬化现象，表层硬度大幅度提高，同时位错密度大量增加，位错的交割、位错的塞积及位错和溶质原子的交互作用使工件得到强化；同时由于本发明材料的奥氏体的层错能低，形变时容易出现堆垛层错，从而为ε马氏体的形成和形变孪晶的产生创造了条件，所加工的刀片具有较高的强度、 塑性和韧性，不但可以收割麦秸秆，同时还可以剪碎小型砖头和石子，解决了刀片碰到石子时易产生的报废问题，寿命长；

（3）本发明的原料简单，成本低。由于刀片坯料的刃口部经过锻打，而所制成的刀片半成品又经过一系列的热处理及深冷处理，改善了其韧性，具有较高的强度、塑性和韧性。

附图说明

图1是本发明实施例的水稻收割机刀片的结构示意图。

图2是图1的A-A处的剖视图。

图3是图1的B处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例以刀片为例来说明本发明的性能。

实施例1

如图1所示的水稻收割机刀片，具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部，在所述刃口部的两侧梯形的斜边上分布有锯齿状的齿。

实施例2

本发明的合金钢的组分及质量百分比为：C：1.2%、Mn：16%、Si：0.35%、Ti：0.1%、S：≤0.020%、P：≤0.035%、Mo：0.35%、Sc₂O₃：0.04%、余量为Fe；

具体步骤为：

A、将铸钢件铸造成由具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部构成的刀片的坯料；

B、将步骤A得到的坯料加热到750℃，保温 30分钟，锻打刃口部梯形的两侧待加工的齿部，使两侧齿部两侧外缘的顶面形成一个向下倾斜面和在两侧外缘的底面形成一个向上倾斜面，如图2所示；在锻打的过程中注意保持毛坯的温度保持在650℃以上，温度不足则立即加热到750℃；

C、将步骤B完成锻打的坯料刃口部两侧待加工的齿部进行齿形铣削加工，相邻齿根之间为圆弧连接，如图3所示，即得到刃口部具有锯齿状齿的刀片半成品；

D、将步骤C得到的刀片半成品进行热处理，先以50℃/小时的升温速度加热到200℃，保温1小时，然后再以80℃/小时的升温速度加热到550℃，保温0.5小时，再以120℃/小时的升温速度加热到1110℃，保温1小时后进行淬火处理，淬火处理采用水淬；在刀片半成品入水前，水的温度为25℃，刀片半成品放入水中5分钟后，水温要低于45℃；

E、将完成淬火处理的刀片半成品进行深冷处理，深冷处理的温度为 -190℃，保温1小时，然后在 200℃的温度下进行回火，回火时升温速度为 70℃/小时；

F、使用工具磨将完成深冷处理的刀片半成品的刃口部进行研磨，即得到水稻收割机刀片。

实施例3

本发明的合金钢的组分及质量百分比为：C：1.3%、Mn：17%、Si：0.4%、Ti：0.15%、S：≤0.020%、P：≤0.035%、Mo：0.45%、Sc₂O₃：0.06%、余量为Fe；

具体步骤为：

A、将铸钢件铸造成由具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部构成的刀片的坯料；

B、将步骤A得到的坯料加热到770℃，保温 40分钟，锻打刃口部梯形的两侧待加工的齿部，使两侧齿部两侧外缘的顶面形成一个向下倾斜面和在两侧外缘的底面形成一个向上倾斜面，如图2所示；在锻打的过程中注意保持毛坯的温度保持在650℃以上，温度不足则立即加热到770℃；

C、将步骤B完成锻打的坯料刃口部两侧待加工的齿部进行齿形铣削加工，相邻齿根之间为圆弧连接，如图3所示，即得到刃口部具有锯齿状齿的刀片半成品；

D、将步骤C得到的刀片半成品进行热处理，先以80℃/小时的升温速度加热到250℃，保温1.5小时，然后再以90℃/小时的升温速度加热到580℃，保温0.8小时，再以135℃/小时的升温速度加热到1120℃，保温1.2小时后进行淬火处理，淬火处理采用水淬；在刀片半成品入水前，水的温度为30℃，刀片半成品放入水中5分钟后，水温要低于45℃；

E、将完成淬火处理的刀片半成品进行深冷处理，深冷处理的温度为 -195℃，保温1.5小时，然后在 220℃的温度下进行回火，回火时升温速度为 80℃/小时；

F、使用工具磨将完成深冷处理的刀片半成品的刃口部进行研磨，即得到水稻收割机刀片。

实施例4

本发明的合金钢的原料的组分及质量百分比为：C：1.4%、Mn：18%、Si：0.45%、Ti：0.2%、S：≤0.020%、P：≤0.035%、Mo：0.55%、Sc₂O₃：0.08%、余量为Fe；

具体步骤为：

A、将铸钢件铸造成由具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部构成的刀片的坯料；

B、将步骤A得到的坯料加热到790℃，保温 50分钟，锻打刃口部梯形的两侧待加工的齿部，使两侧齿部两侧外缘的顶面形成一个向下倾斜面和在两侧外缘的底面形成一个向上倾斜面，如图2所示；在锻打的过程中注意保持毛坯的温度保持在650℃以上，温度不足则立即加热到790℃；

C、将步骤B完成锻打的坯料刃口部两侧待加工的齿部进行齿形铣削加工，相邻齿根之间为圆弧连接，如图3所示，即得到刃口部具有锯齿状齿的刀片半成品；

D、将步骤C得到的刀片半成品进行热处理，先以100℃/小时的升温速度加热到300℃，保温2小时，然后再以100℃/小时的升温速度加热到620℃，保温1小时，再以150℃/小时的升温速度加热到1130℃，保温1.5小时后进行淬火处理，淬火处理采用水淬；在刀片半成品入水前，水的温度为35℃，刀片半成品放入水中5分钟后，水温要低于45℃；

E、将完成淬火处理的刀片半成品进行深冷处理，深冷处理的温度为 -200℃，保温2小时，然后在 220℃的温度下进行回火，回火时升温速度为 90℃/小时；

F、使用工具磨将完成深冷处理的刀片半成品的刃口部进行研磨，即得到水稻收割机刀片。

Claims (2)

1.一种水稻收割机刀片，其特征在于：具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部，所述的刃口部的两侧梯形的斜边上分布有锯齿；

所述的刀片由合金钢制成，所述的合金钢的组分及质量百分比为：

C：1.2-1.4%；

Mn：16-18%；

Si：0.35-0.45%；

Ti：0.1-0.2%；

S：≤0.020%；

P：≤0.035%；

Mo：0.35～0.55%；

Sc₂O₃：0.04-0.08%；

余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的水稻收割机刀片，其特征在于，其加工方法，包括以下步骤：

A、将铸钢件铸造成由具有前小后大的梯形的刃口部和与该刃部连结的四边形的安装部构成的刀片的坯料；

B、将步骤A得到的坯料加热到750～790℃，保温 30～50分钟，锻打刃口部梯形的两侧待加工的齿部，使两侧齿部两侧外缘的顶面形成一个向下倾斜面和在两侧外缘的底面形成一个向上倾斜面；在锻打的过程中注意保持毛坯的温度保持在650℃以上，温度不足则立即加热到750～790℃之间；

C、将步骤B完成锻打的坯料刃口部两侧待加工的齿部进行齿形铣削加工，相邻齿根之间为圆弧连接，即得到刃口部具有锯齿状齿的刀片半成品；

D、将步骤C得到的刀片半成品进行热处理，先以50～100℃/小时的升温速度加热到200～300℃，保温1～2小时，然后再以80～100℃/小时的升温速度加热到550～620℃，保温0.5～1小时，再以120～150℃/小时的升温速度加热到1110～1130℃，保温1～1.5小时后进行淬火处理，淬火处理采用水淬；在刀片半成品入水前，水的温度为25～35℃，刀片半成品放入水中5分钟后，水温要低于45℃；

E、将完成淬火处理的刀片半成品进行深冷处理，深冷处理的温度为 -190℃至-200℃，保温1～2小时，然后在 200～230℃的温度下进行回火，回火时升温速度为 70～90℃/小时；

F、使用工具磨将完成深冷处理的刀片半成品的刃口部进行研磨，即得到水稻收割机刀片。