CN111822941B - 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 (4)

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；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；利用加热→斜轧开刃的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，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。

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。

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