CZ2012961A3

CZ2012961A3 - Bimetalický materiál

Info

Publication number: CZ2012961A3
Application number: CZ2012-961A
Authority: CZ
Inventors: Michal Nýč; Dušan Gavlas; Štěpán Válek
Original assignee: Farmet A.S.
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-10-01
Also published as: CZ305110B6

Abstract

Popisuje se bimetalický materiál, zejména bimetalický materiál pro pracovní nástroje zemědělských strojů, který obsahuje opotřebitelnou vrstvu, tvořenou otěruvzdornou bórovou ocelí, s obsahem 0 až 0,30 % hmotn. C, 0 až 0,80 % hmotn. Si, 0 až 1,70 % hmot. Mn, 0 až 0,025 % hmotn. P, 0 až 0,015 % hmotn. S, 0 až 1,50 % hmotn. Cr, 0 až 1,50 % hmotn. Ni, 0 až 0,60 % hmotn. Mo a 0 až 0,005 % hmotn. B, a nosnou vrstvu, tvořenou konstrukční jemnozrnnou ocelí, s obsahem 0 až 0,20 % hmotn. C, 0 až 0,55 % hmotn. Si, 0 až 1,60 % hmotn. Mn, 0 až 0,040 % hmotn. P a 0 až 0,45 % hmotn. S, které jsou spojeny kováním.

Description

Bimetalický materiál

Oblast techniky

Vynález se týká bimetalického materiálu na výrobu pracovních nástrojů zemědělských strojů, zejména pracovních nástrojů zemědělských strojů na zpracování půdy a seti, kde je vyžadována dostatečná odolnost proti opotřebení abrazí a rázy.

Dosavadní stav techniky

Ze známého stavu je známá celá řada řešení ochrany pracovních nástrojů zemědělských strojů proti opotřebení. Pracovní nástroje pohybující se v půdě jsou vystaveny velkým rázům a opotřebení, které způsobuje jejich malou životnost.

Pracovní nástroje se během svojí životnosti postupně opotřebovávají a mění svojí tloušťku a geometrii. Změna geometrie bývá tak podstatná, že v určité fázi opotřebení již pracovní nástroj neprovádí v půdě požadovanou práci a je nutná jeho výměna. V okamžiku výměny má opotřebený nástroj ještě obvykle asi 30 - 70% své původní hmotnosti, je však již dále nepoužitelný.

Základní formou ochrany pracovních nástrojů proti opotřebení je zvýšení tvrdosti základního materiálu celého nástroje, případně jeho pracovní části tepelným zpracováním nejčastěji zakalením. Tato ochrana je nedostatečná a zároveň poměrně drahá.

Další možností je ochrana nejvíce exponovaných částí pracovního nástroje pomoci otěruvzdorných, nejčastěji tvrdokovových destiček uchycených pájením. Otěruvzdorné destičky jsou připevněny na části pracovních nástrojů zemědělského stroje, které jsou nejvíce vystaveny abrazí v půdě. Taková řešení jsou například známá z mezinárodních patentových přihlášek WO 2012007470 a WO 2010149464. Tento způsob má nevýhody v náročnosti postupu pájení a v obtížnosti použít složitější geometrie destiček. Hlavní nevýhodou je také zahřátí polotovaru pracovního nástroje při pájení v oblasti větší než kryje destička a tím i snížení jeho tvrdosti, popuštění zakaleného materiálu, což má za následek větší náchylnost k opotřebení v oblasti za destičkou a tím sníženou životnost celého nástroje. Velkou nevýhodou tohoto řešení je také vysoká cena celého procesu pájení a materiálu pájky.

Další možností ochrany před opotřebením pracovního nástroje je navaření tvrdokovového materiálu na exponované oblasti. Nevýhodou je zahřátí polotovaru pracovního nástroje a tím snížení tvrdosti základního materiálu, což má za následek, již výše uvedenou, větší náchylnost této nosné části k opotřebení a tím sníženou životnost pracovního nástroje. Velkou nevýhodu je opět vysoká cena celého procesu navařování.

Nejobvyklejším materiálem pro výrobu pracovních nástrojů zemědělských strojů jsou v současnosti oceli s relativně nízkým obsahem uhlíku (0,25 - 0,35 % hmot.) a nízkým obsahem bóru (max. 0,005 %hm.). Tyto oceli jsou dobře tepelně zpracovatelné a po tepelném zpracování vykazují velmi dobrou otěruvzdornost. Nevýhodou těchto ocelí je vyšší cena oproti standardním jemnozrnným konstrukčním ocelím.

Po opotřebení pracovních nástrojů vyrobených z otěruvzdorných bórových ocelí zůstává ještě značná část nástroje, která již nemá další využití. Tato část přitom byla vyrobena ze stejně kvalitního otěruvzdorného materiálu s vyšší pořizovací cenou a tím zvyšuje celkové náklady na provoz zemědělského stroje. To je hlavní nevýhodou stávajícího řešení dle stavu techniky.

Cílem vynálezu je nalézt vhodný materiál pro výrobu pracovních nástrojů zemědělských strojů, eliminovat výše popsanou nevýhodu a snížit náklady na nepoužitelný zbytek pracovního nástroje po jeho opotřebení.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a cíle vynálezu naplňuje bimetalický materiál, zejména bimetalický materiál pro pracovní nástroje zemědělských, podle vynálezu jehož podstata spočívá vtom, že obsahuje opotřebitelnou vrstvu, tvořenou otěruvzdornou bórovou ocelí, s obsahem 0 až 0,30 %hmotn. C, 0 až 0,80 %hmotn. Si, 0 až 1,70 %hmotn. Mn, 0 až 0,025 %hmotn. P, 0 až 0,015 %hmotn. S, 0 až 1,50 %hmotn. Cr, 0 až 1,50 %hmotn. Ni, 0 až 0,60 %hmotn. Mo a 0 až 0,005 %hmotn. B, a nosnou vrstvu, tvořenou konstrukční jemnozrnnou ocelí, s obsahem 0 až 0,20 %hmotn. C, Oaž 0,55 %hmotn. Si, 0 až 1,60 %hmotn. Mn, 0 až 0,040 %hmotn. P a 0 až 0,045 %hmotn. S„ které jsou spojeny kováním.

Velice výhodné je, když je bimetalický materiál po svém skování tepelně zpracován kalením a následně po kalení je tepelně zpracován popuštěním pro zvýšeni houževnatosti. To je výhodné pro pracovní nástroje, které budou vysoce namáhány rázy od kamenů při práci v extrémně abrazivních kamenitých půdách.

Ve výhodném provedení je tloušťka opotřebitelné vrstvy 30 až 70% celkové tloušťky obou vrstev.

Bimetalický materiál, podle vynálezu, je s výhodou využitelný k výrobě opotřebitelných nástrojů zemědělských strojů, především strojů na zpracování půdy a setí. Výhodou tohoto řešení jsou nízké materiálové náklady na tu část pracovního nástroje, která se při provozu neopotřebovává a po skončení životnosti se vyhazuje jako zbytek. Optimální tloušťku zbytkové části po opotřebení je pro jednotlivé typy pracovních nástrojů stanovena individuálně. Proto lze vhodně volit poměr tloušťky opotřebitelné a nosné vrstvy bimetalického materiálu pro každý typ pracovního nástroje zvlášť.

Při vhodně zvolené technologii výroby vznikají výrobou pracovních orgánů s využitím bimetalického materiálu, podle vynálezu, jen velmi malé vícenáklady, které jsou však vynahrazeny významnou materiálovou úsporou a snížením celkových výrobních nákladů finálních pracovních nástrojů.

Využití bimetalického materiálu, podle vynálezu, při výrobě pracovních nástrojů zemědělského stroje tedy snižuje materiálové náklady a výrobní cenu při zachování obvyklé životnosti pracovních nástrojů zemědělských strojů.

Příklad provedení vynálezu

Bimetalický materiál pro pracovní nástroje zemědělských strojů obsahuje opotřebitelnou a nosnou vrstvu, které jsou spojené kováním, přičemž po skování je tepelně zpracován kalením a po kalení je tepelně zpracován popuštěním pro zvýšení houževnatosti.

Opotřebitelné vrstva je tvořena otěruvzdornou bórovou oceli s obsahem 0 až 0,30 %hmotn. C, 0 až 0,80 %hmotn. Si, 0 až 1,70 %hmotn. Mn, až 0,025 %hmotn. P, 0 až 0,015 %hmotn. S, 0 až 1,50 %hmotn. Cr, až 1,50 %hmotn. Ni, 0 až 0,60 %hmotn. Mo a 0 až 0,005 %hmotn. B.

Nosná vrstva je tvořena jemnozrnnou konstrukční oceli s obsahem 0 až 0,20 %hmotn. C, 0 až 0,55 %hmotn. Si, 0 až 1,60 %hmotn. Mn, 0 až 0,040 %hmotn. P a 0 až 0,045 %hmotn. S.

Tloušťka opotřebitelné vrstvy je 30 až 70% celkové tloušťky obou vrstev.

Průmyslová využitelnost

Bimetalický materiál podle vynálezu lze využít při průmyslové výrobě opotřebitelných pracovních nástrojů pro zemědělské stroje, především pro stroje na zpracování půdy a setí.

Claims

Patentové nároky

1. Bimetalický materiál, zejména bimetalický materiál pro pracovní nástroje zemědělských strojů, vyznačující setím, že obsahuje opotřebitelnou vrstvu, tvořenou otěruvzdornou bórovou ocelí, s obsahem 0 až 0,30 %hmotn. C, 0 až 0,80 %hmotn. Si, 0 až 1,70 %hmotn. Mn, 0 až 0,025 %hmotn. P, 0 až 0,015 %hmotn. S, 0 až 1,50 %hmotn. Cr, 0 až 1,50 %hmotn. Ni, 0 až 0,60 %hmotn. Mo a 0 až 0,005 %hmotn. B, a nosnou vrstvu, tvořenou konstrukční jemnozrnnou ocelí, s obsahem 0 až 0,20 %hmotn. C, 0 až 0,55 %hmotn. Si, 0 až 1,60 %hmotn. Mn, 0 až 0,040 %hmotn. P a 0 až 0,045 %hmotn. S., které jsou spojeny kováním.
2. Bimetalický materiál, podle nárok 1, vyznačující se tím, že je tepelně zpracován kalením.
3. Bimetalický materiál, podle nároku 2, vyznačující se tím, že po kalení je tepelně zpracován popuštěním pro zvýšení houževnatosti.
4. Bimetalický materiál, podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že tloušťka opotřebitelné vrstvy je 30 až 70% celkové tloušťky obou vrstev.