CN111822941A - 一种耐磨损旋耕刀的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农机具的生产加工领域，具体地说是一种耐磨损旋耕刀的制造方法。首先将旋耕刀刀坯表面清理干净，采用火焰、电弧、等离子弧等热源将耐磨材料熔化后堆敷刀坯表面；然后按旋耕刀的常规生产工艺：加热‑斜轧‑旋(冲)弯‑冲孔‑裁切‑压弯‑热处理等，生产出带耐磨合金层的旋耕刀。采用本发明生产的旋耕刀，其耐磨合金层在刀坯轧制成型前熔覆，通过后续热轧制，将耐磨合金层完全轧入旋耕刀基体中，并随着基体而变形，二者结合强度高，保证使用过程中不脱落。该制造方法在现有生产线上即可实现，只需在热轧前添加一道耐磨合金层涂覆工序，后续加工与无涂层的旋耕刀生产工艺相同。

Description

一种耐磨损旋耕刀的制造方法

技术领域：

本发明涉及农机具的生产加工领域，具体地说是一种耐磨损旋耕刀的制造方法。

背景技术：

旋耕机是与拖拉机配套使用，完成耕、耙作业的耕耘机械。旋耕机工作时，由拖拉机输出的动力经过传动装置驱动后，使得刀辊旋转对土壤进行切削和翻耕，切下的泥块被向后抛，与挡土罩碰撞后变碎并落到地面。在平土拖板的作用下将地面削平，以此完成整个旋耕时的松土、碎土和平地的目的。旋耕刀是旋耕机的主要零件，它通过旋转和前进运动，直接担负着对未犁耕或已犁耕过的土壤进行耕、耙作业，是重要的易损件。

为了提高旋耕刀的耐磨性，目前主要采用的方法是：在旋耕刀的刀刃处涂覆耐磨合金，耐磨合金的硬度一般在60～68HRC，较旋耕刀基体硬度大幅度提高，其耐磨性可以提高1～3倍。但在使用过程中，表面熔覆耐磨合金的旋耕刀存在如下问题：

(1)熔覆耐磨合金工序是在刀片热成型之后进行，耐磨合金层处在刀片基体的表面，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、砖头时很容易导致耐磨合金层崩裂、脱落，耐磨性下降。

(2)表面熔覆合金层后，增加刀片厚度，提高旋耕机切割、翻土的阻力，特别在秸秆、根茎较多的地块，消耗动力显著提高，经济性差。

(3)熔覆耐磨合金工序是在刀片热成型之后进行，刀片需要冷却和表面清理后，再进行表面熔覆，而且熔覆之后需重新热处理，降低生产效率，增加能耗。

发明内容：

本发明的目的是提供一种耐磨损、长寿命旋耕刀的制造方法，即利用高温条件下(800℃以上)耐磨合金层的变形性能和较高的硬度，通过热轧变形的方式将表面熔覆的耐磨合金层压入到旋耕刀基体内，使二者紧密地镶嵌在一起，基体对耐磨合金层起到强有力地支撑作用，防止其碎裂、脱落，同时又不改变旋耕刀的外形尺寸，不增加刀刃厚度，降低工作阻力，同时利用现有生产工序，提高带有耐磨合金旋耕刀的生产效率，经济效益明显。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种耐磨损旋耕刀的制造方法，旋耕刀的制造流程如下：扁钢→冲裁→分切→熔覆耐磨合金层→加热→斜轧开刃→旋弯或冲弯→冲孔→切刀尖→压弯→热处理；该旋耕刀制造方法与传统制造工艺的区别是：在原料分切与刀坯加热之间，增加一道熔覆耐磨合金层工序，从而制造出含有耐磨合金层增强的旋耕刀。

所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，熔覆耐磨合金层是采用火焰、电弧或等离子弧热源，将耐磨合金材料熔化后，熔覆在刀坯表面上，耐磨合金与刀坯形成冶金结合。

所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，耐磨合金为铁基耐磨合金或镍基耐磨合金，以及在其基础上添加强化相WC、TiC和NbC形成的合金材料。

所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，耐磨合金层熔覆在旋耕刀刀坯的刃部一侧或两侧，长度80～120mm，宽度15～20mm，厚度2～3mm。

所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，耐磨合金层镶嵌在旋耕刀基体中，耐磨合金层与旋耕刀基体为冶金结合，耐磨合金层硬度60～80HRC。

本发明的设计思想是：

针对现有技术中存在的问题，本发明提出将熔覆工序提前到热轧开刃前进行，将熔敷耐磨合金层与变形加工结合起来，利用热轧变形将熔覆在刀坯表面的耐磨合金层压入旋耕刀基体内，使耐磨合金层镶嵌到基体中，基体对镶嵌在其中的耐磨合金形成有效地保护，避免硬而脆的耐磨合金层在使用过程中碎裂、脱落，从而更加有效的发挥耐磨合金层的作用，大幅度提高旋耕刀的使用寿命。首先将旋耕刀刀坯表面清理干净，采用火焰、电弧、等离子弧等热源将耐磨材料熔化后堆敷刀坯表面；然后按旋耕刀的常规生产工艺：加热-斜轧开刃-旋(冲)弯-冲孔-裁切-压弯-热处理等，生产出带耐磨合金层的旋耕刀。采用本发明生产的旋耕刀，其耐磨合金层在刀坯轧制成型前熔覆，通过后续热轧制，将耐磨合金层完全轧入旋耕刀基体中，并随着基体而变形，二者结合强度高，保证使用过程中不脱落。该制造方法在现有生产线上即可实现，只需在热轧前添加一道耐磨合金层涂覆工序，后续加工与无涂层的旋耕刀生产工艺相同。

本发明的优点及有益效果如下：

1、本发明利用旋耕刀生产过程中斜轧开刃的工序，将耐磨合金层轧入旋耕刀基体中，使二者紧密结合，显著提高耐磨合金层的抗脱落、抗崩裂的能力，使耐磨合金层的抗磨损性能得到充分发挥，旋耕刀的耐磨性能可达到无涂层旋耕刀的3～5倍，并且比普通表面涂覆耐磨合金层旋耕刀的耐磨性能提高1～2倍。

2、采用本发明生产的旋耕刀外形尺寸与普通旋耕刀相同，没有因熔覆耐磨合金而增加刀刃的厚度，降低能量损耗，使用性能好。

3、由于本发明熔覆合金层是在斜轧工序前实施，刀坯是规则的平面，熔覆耐磨合金简单快捷，相较于成型后再表面熔覆，针对的是旋耕刀的曲面形状，生产效率低，质量难以保证；另外，在刀坯表面熔覆对后续加工制造影响小，生产的连贯性好，现有设备、工艺及人员不需调整，既能生产。

附图说明：

图1为分切刀坯示意图。

图2(a)-(b)为熔覆耐磨合金层的刀坯示意图。其中，(a)为刀坯整体图，(b)为(a)中的A-A剖视图。图中，1刀坯，2耐磨合金层。

图3为刀坯热斜轧后示意图。其中，(a)为斜轧刀坯整体图，(b)为(a)中的B-B剖视图。图中，2耐磨合金层，3斜轧刀坯。

图4为加工完成的旋耕刀。图中，2耐磨合金层，4旋耕刀，5刀柄，6刀刃，7刀尖。

具体实施方式：

在具体实施过程中，本发明采用旋耕刀常用的65Mn和60Si2Mn扁钢为刀坯材料，可选用多种耐磨合金材料进行熔覆，如：Ni60、Fe60、NiWC、FeWC等，还可以选用多种耐磨合金焊条，如：D708、D998、D999等，并根据不同的耐磨合金材料，选择适宜的熔覆方式，如：真空烧结、高频感应、等离子、激光、火焰、电弧等，在刀坯表面进行耐磨合金层的熔覆，之后按照常规旋耕刀的生产工艺进行，生产流程如下：

扁钢下料→分切→耐磨合金熔覆→加热→斜轧开刃→旋(冲)弯→冲孔→裁切→压弯→热处理→包装入库。

下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

实施例1

本实施例中，基体采用80mm宽，10mm厚的60Si2Mn扁钢。按重量百分比计，耐磨合金选用70％Ni60合金粉+30％WC粉，Ni60合金粉和WC粉的粒径30～100μm。使用等离子堆焊进行耐磨合金层熔覆，具体生产工序如下：

(1)扁钢冲床下料，冲裁成80mm×220mm长方块；

(2)分切，将长方块冲裁成2个刀坯，见图1；

(3)耐磨合金熔覆，采用等离子电源，在刀坯1表面堆焊出长度100mm，宽度15mm，厚度2.5mm耐磨合金层2，耐磨合金层2在刀刃部位，见图2；

(4)加热，将刀坯加热到950℃，保温30分钟；

(5)斜轧，从加热炉中取出刀坯，迅速放入轧机中进行斜轧开刃，形成斜轧刀坯3，耐磨合金层2在斜轧刀坯3的刀刃部位，见图3；

(6)旋弯，坯料斜轧后，将刀柄塞入旋弯机的卡槽中，电机转动带动旋耕刀旋转，完成弯曲成型；

(7)冲孔，在冲床上进行安装孔冲压；

(8)裁切，在冲床上进行边角冲裁；

(9)压弯，在模具中完成压弯。至此，旋耕刀完成冲压生产，见图4；

如图4所示，旋耕刀4包括耐磨合金层2、刀柄5、刀刃6、刀尖7，旋耕刀4的一端为刀柄5，旋耕刀4的另一端为刀尖7，耐磨合金层2在刀刃6部位。

(10)热处理，将旋耕刀加热到820℃，保温20分钟，油淬。之后，在460℃下回火2小时，经清理、涂漆后，包装入库，完成生产。

采用上述工艺制备的旋耕刀基体硬度46～47HRC，冲击功8J，耐磨合金层厚度约2mm，镶嵌在旋耕刀基体中，耐磨合金层与旋耕刀基体为冶金结合，耐磨合金层硬度62～63HRC。

实施例2

本实施例中，耐磨合金选用D998高碳化钨合金耐磨焊条，手工电弧焊熔覆，熔覆合金层高度3mm，宽度20mm。其它参数与实施例1相同。

采用上述工艺制备的旋耕刀基体硬度46～47HRC，冲击功8J，耐磨合金层厚度约2.3mm，镶嵌在旋耕刀基体中，耐磨合金层与旋耕刀基体为冶金结合，耐磨合金层硬度70～73HRC。

Claims (5)

1.一种耐磨损旋耕刀的制造方法，其特征在于，旋耕刀的制造流程如下：扁钢→冲裁→分切→熔覆耐磨合金层→加热→斜轧开刃→旋弯或冲弯→冲孔→切刀尖→压弯→热处理；该旋耕刀制造方法与传统制造工艺的区别是：在原料分切与刀坯加热之间，增加一道熔覆耐磨合金层工序，从而制造出含有耐磨合金层增强的旋耕刀。

2.按照权利要求1所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，其特征在于，熔覆耐磨合金层是采用火焰、电弧或等离子弧热源，将耐磨合金材料熔化后，熔覆在刀坯表面上，耐磨合金与刀坯形成冶金结合。

3.按照权利要求1所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，其特征在于，耐磨合金为铁基耐磨合金或镍基耐磨合金，以及在其基础上添加强化相WC、TiC和NbC形成的合金材料。

4.按照权利要求1所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，其特征在于，耐磨合金层熔覆在旋耕刀刀坯的刃部一侧或两侧，长度80～120mm，宽度15～20mm，厚度2～3mm。

5.按照权利要求1所述的耐磨损旋耕刀的制造方法，其特征在于，耐磨合金层镶嵌在旋耕刀基体中，耐磨合金层与旋耕刀基体为冶金结合，耐磨合金层硬度60～80HRC。

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