PL233914B1

PL233914B1 - Method for manufacturing knives for straw cutters, preferably the blade bars

Info

Publication number: PL233914B1
Application number: PL412359A
Authority: PL
Inventors: Dominik JANICKI; Dominik Janicki
Original assignee: Dominik Janicki
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2019-12-31
Also published as: PL412359A1; WO2016186528A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonania noży do sieczkarni polowych, zwłaszcza stalnic przeznaczonych głównie do stosowania w sieczkarniach polowych, wykorzystywanych przy zbiorze kukurydzy, trawy, lucerny i innych roślin zielonych.The subject of the invention is a method of making knives for forage harvesters, especially shear blades intended mainly for use in forage harvesters, used for harvesting maize, grass, alfalfa and other green plants.

Stalnica, na którą używa się również takich określeń jak przeciwnóż albo nóż stały, składa się z wydłużonej części stalowej, wykonanej ze stali węglowej, która bywa też określana jako materiał bazowy. Stalnice mają wzmocnione krawędzi tnące. Ich wytrzymałość ma zasadniczy wpływ na jakość pracy maszyny. Im większa wytrzymałość krawędzi, tym lepsza jakość sieczki i mniejsze czasy przestojów maszyny. Dla jakości cięcia kluczowe jest utrzymywanie się jak najmniejszej szczeliny pomiędzy nożami tnącymi a stalnicą. Stąd dążenie do wykonania krawędzi stalnicy z materiałów zapewniających jak najniższe i równomierne zużycie. Obecnie w sieczkarniach polowych stosuje się głównie stalnice wykonane ze stali węglowych, z krawędziami tnącymi napawanymi różnymi technikami spawalniczymi. Najczęściej stosowanymi metodami wzmacniania krawędzi tnącej stalnicy są: natrysk płomieniowy, napawanie plazmowe, napawanie laserowe. W niewielkim zakresie spotyka się również technologię pokrywania stalnic matami trudnościeralnymi typu Brazecoat®. Maty te nanoszone są metodą lutowania infiltracyjnego w próżni lub w atmosferze wodoru. I tego rodzaju sposób został ujawniony w opisie wynalazku do patentu US 3,743,556. Tak nalutowane warstwy zawierają węgliki wolframu rozmieszczone w osnowie metalicznej stopu nikiel-chrom-krzem-bor.The shear bar, which also uses terms such as a counter knife or a fixed knife, consists of an elongated steel part made of carbon steel, which is also referred to as the base material. The shear bars have reinforced cutting edges. Their durability has a major impact on the quality of the machine's work. The higher the edge strength, the better the chop quality and the lower the machine downtime. For the quality of the cut, it is crucial to keep the gap between the cutting knives and the shearbar as small as possible. Hence the desire to make the edge of the shearbar from materials that ensure the lowest and even wear. Currently, in forage harvesters, mainly shear bars made of carbon steel with cutting edges welded on by various welding techniques are used. The most commonly used methods of strengthening the shearbar's cutting edge are: flame spraying, plasma welding, laser surfacing. The technology of covering the shear bars with wear-resistant mats of the Brazecoat® type is also found to a small extent. These mats are applied by infiltration soldering in a vacuum or in a hydrogen atmosphere. And such a method is disclosed in the description of the invention to US patent 3,743,556. The layers soldered in this way contain tungsten carbides arranged in a metallic matrix of the nickel-chromium-silicon-boron alloy.

W technologiach napawania uzyskuje się warstwy zawierające węgliki wolframu w osnowie metalicznej stopu nikiel-chrom-krzem-bor o zawartości wagowej 50-60% węglików wolframu. Stosowana ziarnistość węglików to zwykle 40-150 gm. Zakładana przyczepność napoiny do podłoża w dotychczasowych rozwiązaniach wynosi powyżej 100 MPa. Dla zastosowań narażonych na uderzenia kamieni stosuje się napawanie krawędzi tnącej stalnicy stopami o składzie zbliżonym do stali szybkotnących. Technika ta stosowana jest najczęściej w przypadku cięcia trawy i lucerny.The surfacing technologies provide layers containing tungsten carbides in a metallic matrix of the nickel-chromium-silicon-boron alloy with a weight content of 50-60% of tungsten carbides. The grain size of carbides used is usually 40-150 gm. The assumed adhesion of the padding weld to the substrate in the current solutions is above 100 MPa. For applications exposed to stone impact, the shearbar's cutting edge is surfaced with alloys with a composition similar to that of high-speed steels. This technique is most often used when cutting grass and alfalfa.

W obecnych rozwiązaniach spotykamy się z nierównomiernym zużyciem krawędzi tnącej. Zastosowana technologia i materiały nie pozwalają już na osiągnięcie lepszych parametrów użytkowych. Zużycie krawędzi tnącej następuje również przez pękanie oraz wykruszanie się warstw napawanych. Kolejnym bardzo ważnym aspektem jest samoostrzenie się krawędzi tnącej stalnicy. Dotychczasowe doświadczenia pokazują, iż ma ono kluczowe znaczenie dla procesu cięcia materiału roślinnego. Samoostrzenie się następuje na skutek szybszego zużycia materiału bazowego w porównaniu do napawanej warstwy. Jednakże zbyt duża różnica pomiędzy ścieralnością krawędzi tnącej a materiału bazowego również jest niepożądana, ponieważ mocno wyżłobiona stalnica powoduje nieprawidłowy przepływ masy zielonej. Twardość warstwy wierzchniej stalowej części bazowej w obecnie stosowanych rozwiązaniach wynosi zwykle 25 HRC. Stąd dla bardziej wzmocnionych krawędzi stalnic stosuje się dodatkowe utwardzenie warstwy wierzchniej.In current solutions, we encounter uneven wear of the cutting edge. The technology and materials used do not allow to achieve better performance parameters. Wear of the cutting edge also occurs due to cracking and chipping of the surfacing layers. Another very important aspect is the self-sharpening of the shearbar's cutting edge. The experience so far shows that it is of key importance for the process of cutting plant material. Self-sharpening occurs as a result of faster wear of the base material compared to the hardfaced layer. However, too great a difference between the abrasiveness of the cutting edge and the base material is also undesirable because a heavily grooved shearbar causes an incorrect flow of green mass. The hardness of the surface layer of the steel base part in currently used solutions is usually 25 HRC. Hence, additional hardening of the top layer is used for the more reinforced edges of the shear bars.

Opis zgłoszeniowy wynalazku do patentu USA numer US 3,635,271 ujawnia rozwiązanie stalnicy do sieczkarni polowej, której krawędzie wzmocnione są w drodze nałożenia, metodą natrysku płomieniowego, cienkiej, bo o grubości od 0,004 cala do 0,012 cala warstwy z materiału bardzo odpornego na ścieranie zawierającego węgliki wolframu. Opis ten wskazuje również na występujący efekt samoostrzenia się związany z różną odpornością na ścieranie twardej krawędzi oraz miękkiego materiału bazowego.The patent application for US Patent No. 3,635,271 discloses a shearbar for a forage harvester, the edges of which are reinforced by a flame spray application of a thin, 0.004 inch to 0.012 inch thick layer of a highly abrasion resistant material containing tungsten carbides. The description also indicates the self-sharpening effect that exists due to the different abrasion resistance of the hard edge and the soft base material.

Opis wynalazku do Patentu Europejskiego numer EP 0 878 123B1 ujawnia rozwiązanie stalnicy do sieczkarni polowej, której krawędzie wzmocnione są w drodze nałożenia, metodą napawania, cienkiej warstwy (w kształcie taśmy) z materiału odpornego na ścieranie zawierającego węgliki wolframu w osnowie dwóch lub więcej pierwiastków, np. niklu, krzemu, boru i węgla. Napoina w tym rozwiązaniu ma grubość od 2 mm do 3,5 mm i umieszczona jest na krawędzi tnącej wydłużonej części stalowej stalnicy dając efekt samoostrzenia się.The description of the invention to European Patent No. EP 0 878 123B1 discloses a shear bar for a forage harvester, the edges of which are reinforced by depositing a thin layer (in the shape of a strip) of abrasion-resistant material containing tungsten carbides in a matrix of two or more elements, by welding, e.g. nickel, silicon, boron and carbon. The padding weld in this solution has a thickness of 2 mm to 3.5 mm and is placed on the cutting edge of the elongated part of the steel shear bar, giving the self-sharpening effect.

Opis wynalazku do patentu USA numer US 6,637,687 przedstawia rozwiązanie stalnicy do sieczkarni polowej, w której na górnej części nałożona jest metodą lutowania w próżni bądź w atmosferze wodoru, trudnościeralna mata taka jak Brazecoat®, produkowana przez firmę Innobraze GmbH. Pod matą trudnościeralną, na krawędziach stalnicy jest warstwa stali utwardzonej do 40-70 HRC, wykonana metodą hartowania indukcyjnego lub napawania. Warstwa ta ma twardość pośrednią pomiędzy stosunkowo miękkim materiałem bazowym a bardzo twardą warstwą maty trudnościeralnej. Przedmiotowe rozwiązanie pomija efekt samoostrzenia się krawędzi tnącej przeciwnoża.The description of the invention to the US patent number US 6,637,687 describes a shear bar for a forage harvester in which a wear-resistant mat such as Brazecoat®, manufactured by Innobraze GmbH, is applied to the upper part by means of vacuum or hydrogen soldering. Under the abrasion resistant mat, on the edges of the shearbar, there is a layer of steel hardened to 40-70 HRC, made by induction hardening or surfacing. This layer has a hardness intermediate between the relatively soft base material and the very hard layer of the wear-resistant mat. This solution ignores the self-sharpening effect of the cutting edge of the counter-knife.

PL 233 914 B1PL 233 914 B1

Celem wynalazku jest możliwość wyprodukowania stalnicy o kilkukrotnie większej odporności na zużycie ścierne przy jednoczesnym zachowaniu efektu samoostrzenia się i wyrównaniu procesu zużycia krawędzi tnącej.The aim of the invention is the possibility of producing a shearbar with several times greater resistance to abrasive wear while maintaining the self-sharpening effect and smoothing the cutting edge wear process.

Istota wynalazku, jakim jest sposób wykonania noży do sieczkarni, w którym na wykonanie wydłużonej części stalowej dobiera się stal do ulepszania cieplnego, przy czym obrabia się krawędzie wydłużonej części stalowej wykonując w nich gniazda dla wzmocnienia, natomiast w obrębie tych gniazd krawędzie wydłużonej części stalowej wzmacnia się łącząc z nimi płytki z węglików spiekanych, a następnie całość poddaje się szlifowaniu do momentu uzyskania wymiarów mieszczących się w zakładanym przedziale tolerancji, charakteryzuje się tym, że na wykonanie wydłużonej części stalowej dobiera się stal do ulepszania cieplnego z zawartością węgla korzystnie od 0,22% do 0,33%, a następnie płytki z węglików spiekanych łączy się z materiałem wydłużonej części stalowej za pomocą lutowania na twardo, z zastosowaniem lutów kompozytowych, korzystnie na bazie mosiądzu, ponadto w trakcie łączenia płytek z węglików spiekanych z materiałem wydłużonej części stalowej całą objętość wydłużonej części stalowej utrzymuje się w temperaturze austenityzacji, przy czym w trakcie lutowania utrzymuje się szczelinę lutowniczą w przedziałach od 0,2 mm do 0,8 mm, po czym całość poddaje się chłodzeniu z szybkością gwarantującą uzyskanie przemiany martenzytycznej lub bainitycznej w wydłużonej części stalowej. Według innej, korzystnej cechy wynalazku jako płytki wykorzystuje się spiek węglika wolframu z kobaltem WC-Co z gatunków górniczych o wagowej zawartości kobaltu od 10% do 30% i o ziarnistości węglików WC poniżej 35 mikrometrów. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku wymiary gniazda dla wzmocnienia krawędzi wydłużonej części stalowej, mierzone w przekroju poprzecznym krawędzi wydłużonej części stalowej, odpowiadają wymiarom przekroju poprzecznego zastosowanej płytki z węglika spiekanego. Według następnej, korzystnej cechy wynalazku gniazda w krawędzi wydłużonej części stalowej wykonuje się za pomocą obróbki skrawaniem. Według innej, korzystnej cechy wynalazku jako płytki z węglików spiekanych wykorzystuje się segmenty o przekrojach od 5 mm x 2,5 mm do 15 mm x 3,5 mm. Według kolejnej, korzystnej cechy wynalazku szczelinę lutowniczą utrzymuje się za pomocą zbrojenia w postaci siatki stalowej albo włókien rozproszonych lub przekładki z blachy o grubości od 0,15 mm do 0,75 mm. Według następnej, korzystnej cechy wynalazku jako operacji lutowania wykorzystuje się lut kompozytowy na bazie mosiądzu o temperaturze lutowania zapewniającej uzyskanie przemiany austenitycznej części stalowej. Według innej, korzystnej cechy wynalazku operacja lutowania wykonywana jest jednocześnie na wszystkich płytkach przy skrośnym nagrzaniu całej wydłużonej części stalowej do temperatury austenityzacji.The essence of the invention, which is the method of making forage harvester knives, in which steel to be tempered is selected for the production of the elongated steel part, the edges of the elongated steel part are processed by making sockets in them for reinforcement, while within these sockets the edges of the elongated steel part are strengthened joining them with sintered carbide plates, and then the whole is ground until the dimensions are within the assumed tolerance range, it is characterized by the fact that for the production of the elongated steel part, steel for quenching with carbon content is selected, preferably from 0.22 % to 0.33%, and then the carbide plates are connected to the material of the elongated steel part by brazing, using composite solders, preferably brass-based, in addition, when joining the carbide plates with the material of the elongated steel part, all volume of the elongated steel part to maintain It is heated at austenitizing temperature, and the solder gap is kept in the range from 0.2 mm to 0.8 mm during brazing, and then the whole is cooled at a speed that guarantees martensitic or bainite transformation in the elongated steel part. According to another, advantageous feature of the invention, WC-Co cobalt tungsten carbide sintered mining grades with a cobalt content of 10% to 30% by weight and a WC carbide grain size of less than 35 micrometers are used as the plaques. According to a further advantageous feature of the invention, the dimensions of the seat for reinforcing the edge of the elongated steel part, measured in the cross section of the edge of the elongated steel part, correspond to the dimensions of the cross section of the cemented carbide plate used. According to a further advantageous feature of the invention, the seats in the edge of the elongated steel part are made by machining. According to another advantageous feature of the invention, segments with a cross section of 5 mm x 2.5 mm to 15 mm x 3.5 mm are used as the cemented carbide plates. According to a further advantageous feature of the invention, the braze joint is maintained by means of a steel mesh reinforcement or scattered fibers or sheet metal spacers 0.15 mm to 0.75 mm thick. According to a further advantageous feature of the invention, a brass-based composite solder is used as the brazing operation with a brazing temperature that produces an austenitic transformation of the steel part. According to another, advantageous feature of the invention, the brazing operation is performed simultaneously on all the plates by through-heating the entire elongated steel part to the austenitizing temperature.

Lutowanie węglików spiekanych do krawędzi stalnicy napotkało szereg trudnych do przezwyciężenia przeszkód o charakterze technicznym, takich jak zniekształcenia materiału bazowego na skutek ciepła z procesu lutowania oraz brak odpowiedniej wytrzymałości połączenia lutowanego. Uniemożliwiało to wykonanie wzmocnienia krawędzi za pomocą węglików spiekanych. W celu wyeliminowania powyższych trudności zastosowano elementy dystansowe w szczelinie lutowniczej postaci siatki stalowej o wyższej temperaturze topnienia od temperatury lutowania, które to elementy rozłożone równomiernie w lutowinie wpłynęły korzystnie na jakość połączenia lutowanego. Na skutek tych działań uzyskano lutowinę kompozytową o odpowiedniej jakości. Dla ujednorodnienia struktury części bazowej i zmniejszenia tym samym występujących tam naprężeń lutowanie wykonano nagrzewając materiał wydłużonej części stalowej w całej objętości. Ujednorodniono w ten sposób strukturę części stalowej oraz zminimalizowano naprężenia. Dzięki uplastycznieniu (rekrystalizacji) części bazowej powstała możliwość wyprostowania i nadania ostatecznych korekt kształtu stalnicy. Nadanie ostatecznego kształtu stalnicy i studzenie przewidziano za pomocą prasy hartowniczej. Przedsięwzięte działania dały nieoczekiwany skutek w postaci możliwości uzyskania jednolitej twardej struktury materiału bazowego na skutek hartowania. W tym celu dobrano węgliki spiekane o odpowiednim odpornym na skurcz składzie chemicznym i strukturze oraz stal do ulepszania cieplnego z dodatkiem boru, dającej wysoką twardość i odporność na ścieranie oraz możliwość stosowania w warunkach użytkowych bez odpuszczania. Pozyskano w ten sposób stalnicę, której wydłużona część stalowa charakteryzuje się jednolitą strukturą martenzytyczną, połączenia lutowane są doskonałej jakości i dają odpowiednią wytrzymałość użytkową, a płytki z węglika spiekanego nie posiadają uszkodzeń. Dobrany gatunek węglików oraz stali umożliwia uzyskanie doskonałej jakości produktu bez ponoszenia dużych kosztów jego wytworzenia. Nalutowane segmenty z węglików spiekanych w porównaniu do warstw napawanych charakteryzują dużą dokładnością wymiarową. Z uwagi na prostość stalnicy po procesie lutowania i hartowania oraz z uwagi na ukształtowaną już przed procesem lutowania krawędź ze spieków oszczędza się także znacznie na operacji szlifowania. Stalnica wykonana jest dokładniej i nie wymaga dużych nakładów na szlifowanie.The brazing of sintered carbides to the edge of the shearbar encountered a number of technical obstacles that were difficult to overcome, such as distortion of the base material due to heat from the brazing process and the lack of adequate strength of the brazed joint. This made it impossible to perform edge reinforcement with cemented carbides. In order to eliminate the above difficulties, spacers were used in the solder gap in the form of a steel mesh with a higher melting point than the soldering temperature, which elements distributed evenly in the solder had a positive effect on the quality of the soldered joint. As a result of these activities, a composite solder of appropriate quality was obtained. In order to homogenize the structure of the base part and thus reduce the stresses occurring there, brazing was performed by heating the material of the elongated steel part in the entire volume. In this way, the structure of the steel part was homogenized and the stresses were minimized. Thanks to plasticization (recrystallization) of the base part, it was possible to straighten and give final corrections to the shape of the shearbar. The shear bar was given the final shape and cooled by means of a quenching press. The undertaken actions gave the unexpected effect in the form of the possibility of obtaining a uniform hard structure of the base material as a result of quenching. For this purpose, sintered carbides with an appropriate chemical composition and structure resistant to shrinkage were selected, as well as steel for thermal improvement with the addition of boron, giving high hardness and abrasion resistance, and the possibility of using it in operational conditions without tempering. In this way, a shearbar was obtained, the elongated steel part of which is characterized by a uniform martensitic structure, soldered joints are of excellent quality and provide adequate service life, and the sintered carbide plates are undamaged. The selected type of carbides and steel allows for the perfect quality of the product without incurring high production costs. Soldered carbide segments are characterized by high dimensional accuracy compared to the surfaced layers. Due to the straightness of the shearbar after the brazing and hardening process and the sintered edge already formed before the brazing process, significant savings are also made on grinding. The shear bar is made more precisely and does not require large grinding costs.

PL 233 914 B1PL 233 914 B1

Wynalazek zostanie bliżej wyjaśniony za pomocą jego przykładowych realizacji zilustrowanych rysunkiem, na którym fig. 1 jest schematycznym widokiem przekroju poprzecznego stalnicy, fig. 2 przedstawia schematycznie widok przekroju, a fig. 3 jest szczegółem schematycznego widoku przekroju w powiększeniu.The invention will be explained in more detail by means of its exemplary embodiments illustrated in the drawing, in which fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a shear bar, fig. 2 schematically shows a section view, and fig. 3 is a detail of the schematic sectional view enlarged.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

W sposobie wykonania noży do sieczkarni, według jednego z wielu możliwych przykładów realizacji, ze stali do ulepszania cieplnego gatunku SB27M12CB kształtuje się wydłużoną część stalową 1, w której za pomocą frezowania wykonuje się gniazda 1a dla wzmocnienia krawędzi tnącej. Jako wzmocnienie nakłada się płytki 2 ze spieków proszków metali WC-Co z gatunków górniczych o wagowej zawartości kobaltu wynoszącej 15% i ziarnistości WC wynoszącej 6 ąm, mające postać segmentów o przekrojach poprzecznych 3 mm x 10 mm. Płytki 2 zabezpiecza się przed niekontrolowanym przemieszczaniem względem gniazda 1a, po czym płytki 2 spaja się z materiałem wydłużonej części stalowej 1 za pomocą lutowania indukcyjnego na twardo, z zastosowaniem lutu kompozytowego, na bazie mosiądzu. Operację lutowania wykonuje się jednocześnie na wszystkich płytkach 2 przy skrośnym nagrzaniu całej wydłużonej części stalowej 1 do temperatury austenityzacji. Lutowina kompozytowa zawiera elementy dystansowe o wyższej temperaturze topnienia, aniżeli temperatura lutowania. Lutowina składa się więc z dwóch podstawowych składników osnowy 6, która zapewnia zadowalającą plastyczność oraz zbrojenia, które zapewnia odpowiednią wielkość szczeliny lutowniczej oraz odpowiednią jej charakterystykę mechaniczną. W trakcie lutowania utrzymuje się szczelinę lutowniczą 3 o grubości wynoszącej od 0,5 mm do 0,55 mm za pomocą zbrojenia 4 w postaci siatki stalowej o grubości 0,5 mm. Następnie całość poddaje się prostowaniu i chłodzeniu w prasie hartowniczej z szybkością gwarantującą uzyskanie przemiany martenzytycznej lub bainitycznej w wydłużonej części stalowej 1. Po zahartowaniu, stalnicę poddaje się szlifowaniu do momentu uzyskania wymiarów mieszczących się w zakładanym przedziale tolerancji. Gniazda 1a w krawędzi wydłużonej części stalowej 1 wykonuje się za pomocą frezowania, przy czym wymiary gniazda 1a dla wzmocnienia krawędzi wydłużonej części stalowej 1, mierzone w przekroju poprzecznym krawędzi wydłużonej części stalowej 1, odpowiadają wymiarom przekroju poprzecznego zastosowanej płytki 2. Dobór stali na wydłużoną część stalową 1 oraz chłodzenie z szybkością przemiany martenzytycznej zapewniają uzyskanie twardości stali w przekroju wydłużonej części stalowej 1 na poziomie od 49 HRC do 50 HRC oraz możliwość jej stosowania w warunkach użytkowych bez odpuszczania. Dzięki zastosowaniu prasy hartowniczej proces hartowania odbywa się bezpośrednio z temperatury lutowania i po uzyskaniu w ten sposób wysokiej twardości wydłużonej części stalowej 1 nie ma potrzeby dodatkowego utwardzania warstwy wierzchniej stalnicy. Natomiast zastosowanie lutu kompozytowego zapewnia odpowiednią szerokość szczeliny lutowniczej 3, która umożliwia kompensację odkształceń hartowniczych oraz naprężeń skurczowych wynikających z różnicy rozszerzalności cieplnej (liniowej) węglików spiekanych oraz stali wydłużonej części stalowej 1. Tak wykonana lutowina zapewnia również doskonałe właściwości użytkowe. Dzięki temu oraz dzięki prawidłowemu doborowi gatunku spieku węglika chłodzenie z szybkością przemiany martenzytycznej nie powoduje uszkodzenia przylutowanych już płytek 2. Spiek płytki 2 prasowany jest pod ciśnieniem i wypiekany w specjalnych piecach najczęściej z funkcją dogęszczania wysokociśnieniowego. Podstawową zaletą węglika spiekanego wolframu jest jego wytrzymałość mechaniczna, w tym wytrzymałość na pękanie i wykruszenia oraz twardość i odporność na ścieranie. Uzyskuje się to dzięki zaawansowanej technologii produkcji spieków. Węgliki dobranego gatunku mają wytrzymałość odpowiednią dla nagłego spadku temperatury, który nie powoduje ich pęknięć. Odporność na ścieranie węglików spiekanych jest wielokrotnie większa od warstw napawanych. Część stalowa o twardości 50 HRC wykazuje większą odporność na ścieranie niż dotychczas uzyskiwana twardość 25 HRC, dlatego nie ma potrzeby dodatkowego pokrywania powierzchni górnej wydłużonej części stalowej 1 stalnic. Ponieważ węglik spiekany ma wielokrotnie większą odporność na zużycie erozyjne niż zahartowana do 50 HRC stal, za krawędzią tnącą wydłużonej części stalowej 1, na skutek oddziaływania elementów ciętych powstaje niewielkie wgłębienie 5, które powoduje samoostrzenie się krawędzi tnącej. Zastosowana technika indukcyjnego lutowania twardego, z zastosowaniem lutowiny kompozytowej, pozwala na uzyskanie wytrzymałości spoiny lutowniczej powyżej 300 Mpa.In the method for making chopper knives, according to one of the many possible embodiments, an elongated steel part 1 is formed from the quenching steel grade SB27M12CB, in which slots 1a are formed by milling to reinforce the cutting edge. Plates 2 made of sintered WC-Co metal powders from mining grades with a cobalt content of 15% by weight and a WC grain size of 6 µm, having the form of segments with cross-sections of 3 mm x 10 mm, are applied as reinforcement. The plates 2 are secured against uncontrolled movement relative to the seat 1a, and the plates 2 are then bonded to the material of the elongated steel part 1 by hard induction brazing using a brass-based composite solder. The brazing operation is performed simultaneously on all plates 2 by through-heating of the entire elongated steel part 1 to the austenitizing temperature. Composite solder contains spacers with a higher melting point than the soldering temperature. The solder is therefore composed of two basic components of the matrix 6, which ensures satisfactory plasticity and reinforcement, which ensures the appropriate size of the solder gap and its appropriate mechanical characteristics. During brazing, the brazing gap 3 is maintained with a thickness ranging from 0.5 mm to 0.55 mm by means of a steel mesh reinforcement 4 with a thickness of 0.5 mm. Then, the whole is straightened and cooled in the quenching press at a speed that guarantees martensitic or bainite transformation in the elongated steel part 1. After hardening, the shearbar is ground until the dimensions are within the assumed tolerance range. Sockets 1a in the elongated edge of steel part 1 are made by milling, while the dimensions of the socket 1a for reinforcing the elongated edge of steel part 1, measured in the cross-section of the elongated edge of steel part 1, correspond to the dimensions of the cross-section of the plate 2 used. Selection of steel for the elongated part steel 1 and cooling with the rate of martensitic transformation ensure that the hardness of the steel in the section of the elongated steel part 1 is obtained at the level of 49 HRC to 50 HRC and the possibility of its use in operational conditions without tempering. Due to the use of a quenching press, the hardening process takes place directly from the brazing temperature, and after obtaining the high hardness of the elongated steel part 1, there is no need for additional hardening of the top layer of the shearbar. On the other hand, the use of composite braze ensures the appropriate width of the brazing gap 3, which enables compensation of quenching deformations and shrinkage stresses resulting from the difference in thermal (linear) expansion of the sintered carbides and the steel of the elongated steel part 1. The solder made in this way also provides excellent operational properties. Thanks to this and due to the correct selection of the carbide sintered grade, cooling with the rate of martensitic transformation does not damage the already soldered plates 2. The sintered plate 2 is pressed under pressure and baked in special furnaces, most often with the function of high-pressure densification. The main advantage of cemented tungsten carbide is its mechanical strength, including resistance to cracking and chipping, as well as hardness and abrasion resistance. This is achieved thanks to advanced sinter production technology. The selected carbide grade is strong enough to withstand a sudden drop in temperature that does not crack. The abrasion resistance of cemented carbides is many times greater than that of surfaced layers. The steel part with a hardness of 50 HRC shows a greater abrasion resistance than the previously obtained hardness of 25 HRC, therefore there is no need to additionally cover the upper surface of the elongated steel part and the shear bars. Since the sintered carbide has many times greater resistance to erosive wear than hardened up to 50 HRC steel, behind the cutting edge of the elongated steel part 1, as a result of the cut elements, a small depression 5 is formed, which causes the cutting edge to sharpen itself. The technique of induction brazing with the use of composite brazing allows to obtain the strength of the braze joint over 300 Mpa.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

W sposobie wykonania noży do sieczkarni, według jednego z wielu możliwych przykładów realizacji ze stali do ulepszania cieplnego gatunku 33MnCrB5-2 kształtuje się wydłużoną część stalową 1, w której za pomocą frezowania wykonuje się gniazda 1a dla wzmocnienia krawędzi tnącej. Jako wzmocnienie nakłada się płytki 2 ze spieków proszków metali WC-Co o wagowej zawartości kobaltu wynoszącej 20% i wielkość ziarna około 12 ąm, mające postać segmentów o przekrojach poprzecznychIn the method of making chopper knives, according to one of the many possible embodiments, an elongated steel part 1 is formed from quenchable steel of grade 33MnCrB5-2, in which slots 1a are formed by milling to strengthen the cutting edge. Plates 2 made of sintered WC-Co metal powders with a cobalt content of 20% by weight and a grain size of about 12 μm, having the form of segments with cross-sections, are applied as reinforcement.

PL 233 914 B1 mm χ 12 mm. Płytki 2 unieruchamia się przed niekontrolowanym przemieszczaniem względem gniazda 1a, po czym w temperaturze austenityzacji stali użytej na wydłużoną część stalową 1, płytki 2 łączą się z materiałem wydłużonej części stalowej 1 za pomocą lutowania indukcyjnego na twardo, z zastosowaniem lutu kompozytowego, na osnowie mosiądzu. Operację lutowania wykonuje się jednocześnie na wszystkich płytkach 2 przy skrośnym nagrzaniu całej wydłużonej części stalowej 1 do temperatury austenityzacji. Lutowiny kompozytowe zawierają elementy dystansowe o znacznie wyższej temperaturze topnienia, aniżeli temperatura lutowania. Lutowina składa się więc z dwóch podstawowych składników osnowy 6, która zapewnia zadowalającą plastyczność oraz umocnienia zbrojenia 4, które zapewnia odpowiednią wielkość szczeliny lutowniczej i jej wytrzymałość. W trakcie lutowania utrzymuje się szczelinę lutowniczą 3 o grubości wynoszącej od 0,55 mm do 0,6 mm za pomocą zbrojenia 4 w postaci przekładki wykonanej z blachy perforowanej o grubości 0,5 mm. Następnie całość prostuje się i poddaje chłodzeniu w prasie hartowniczej z szybkością gwarantującą uzyskanie przemiany martenzytycznej w wydłużonej części stalowej 1. Po zahartowaniu, całość poddaje się szlifowaniu do momentu uzyskania wymiarów mieszczących się w zakładanym przedziale tolerancji. Gniazda 1a w krawędzi wydłużonej części stalowej 1 wykonuje się za pomocą frezowania, przy czym wymiary gniazda 1a dla wzmocnienia krawędzi wydłużonej części stalowej 1, mierzone w przekroju poprzecznym wydłużonej części stalowej 1, odpowiadają wymiarom przekroju poprzecznego zastosowanej płytki 2. Dobór stali na wydłużoną część stalową 1 oraz chłodzenie z szybkością przemiany martenzytycznej zapewniają uzyskanie twardości stali w przekroju wydłużonej części stalowej 1 na poziomie od 48 HRC do 50 HRC oraz możliwość jej stosowania w warunkach użytkowych bez odpuszczania. Dzięki zastosowaniu procesu hartowania bezpośrednio z temperatury lutowania i uzyskaniu w ten sposób wysokiej twardości wydłużonej części stalowej 1 nie ma potrzeby dodatkowego utwardzania warstwy wierzchniej stalnicy. Natomiast odpowiednia wielkość szczeliny lutowniczej 3 umożliwia kompensację odkształceń hartowniczych oraz naprężeń skurczowych wynikających z różnicy rozszerzalności cieplnej węglików spiekanych oraz stali wydłużonej części stalowej 1. Dzięki temu oraz dzięki prawidłowemu doborowi gatunku spieku węglika chłodzenie z szybkością przemiany martenzytycznej nie powoduje uszkodzenia płytek 2. Spiek płytki 2 prasowany jest pod ciśnieniem i wypiekany później w próżni. Podstawową zaletą węglika spiekanego wolframu jest jego wytrzymałość mechaniczna, w tym wytrzymałość na pękanie i wykruszenia oraz twardość i odporność na ścieranie. Uzyskuje się to dzięki zaawansowanej technologii produkcji spieków. Węgliki dobranego gatunku mają wytrzymałość odpowiednią dla nagłego spadku temperatury, który nie powoduje ich pęknięć. Odporność na ścieranie takich węglików spiekanych jest wielokrotnie większa od warstw napawanych podobnie jak odporność stali o twardości 50 HRC w porównaniu do stali o twardości 25 HRC, dlatego nie ma potrzeby dodatkowego pokrywania powierzchni górnej wydłużonej części stalowej 1 stalnic. Ponieważ węglik spiekany ma wielokrotnie większą odporność na zużycie erozyjne niż zahartowana do 50 HRC stal, za krawędzią tnącą wydłużonej części stalowej 1, na skutek oddziaływania elementów ciętych powstaje niewielkie wgłębienie 5, które powoduje samoostrzenie się krawędzi tnącej. Zastosowana technika indukcyjnego lutowania twardego, z zastosowaniem lutowiny kompozytowej, pozwala na uzyskanie wytrzymałości spoiny powyżej 300 Mpa.PL 233 914 B1 mm χ 12 mm. The plates 2 are immobilized against uncontrolled movement relative to the seat 1a, then at the austenitizing temperature of the steel used for the steel elongated part 1, the plates 2 are joined to the material of the elongated steel part 1 by hard induction brazing using a brass matrix composite solder. The brazing operation is performed simultaneously on all plates 2 by through-heating of the entire elongated steel part 1 to the austenitizing temperature. Composite solders contain spacers with a much higher melting point than the soldering temperature. The solder thus consists of two basic components of the matrix 6, which ensures satisfactory plasticity and strengthening of the reinforcement 4, which ensures the appropriate size of the solder gap and its strength. During brazing, the brazing gap 3 is maintained with a thickness ranging from 0.55 mm to 0.6 mm by means of reinforcement 4 in the form of a spacer made of a perforated sheet 0.5 mm thick. Then, the whole is straightened and cooled in the quenching press at a speed that guarantees the martensitic transformation in the elongated steel part 1. After hardening, the whole is subjected to grinding until the dimensions are within the assumed tolerance range. Sockets 1a in the long edge of the steel part 1 are made by milling, while the dimensions of the socket 1a for strengthening the long edge of the steel part 1, measured in the cross-section of the elongated steel part 1, correspond to the dimensions of the cross-section of the plate used 2. Selection of steel for the elongated steel part 1 and cooling with the rate of martensitic transformation ensure that the hardness of the steel in the cross-section of the elongated steel part 1 is from 48 HRC to 50 HRC and the possibility of its use in operational conditions without tempering. Due to the use of a hardening process directly from the brazing temperature and thus obtaining a high hardness of the elongated steel part 1, there is no need for additional hardening of the top layer of the shearbar. On the other hand, the appropriate size of the brazing gap 3 enables compensation of hardening deformations and shrinkage stresses resulting from the difference in thermal expansion of the sintered carbides and the steel of the elongated steel part 1. Thanks to this and due to the correct selection of the carbide sintered type, cooling at the rate of martensitic transformation does not damage the plates 2. Sintered plate 2 it is pressed under pressure and then baked under vacuum. The main advantage of cemented tungsten carbide is its mechanical strength, including resistance to cracking and chipping, as well as hardness and abrasion resistance. This is achieved thanks to advanced sinter production technology. The selected carbide grade is strong enough to withstand a sudden drop in temperature that does not crack. The abrasion resistance of such sintered carbides is many times higher than that of the surfaced layers, as is the resistance of steel with a hardness of 50 HRC compared to steel with a hardness of 25 HRC, therefore there is no need to additionally coat the upper surface of the elongated steel part and the steel bars. Since the sintered carbide has many times greater resistance to erosive wear than hardened up to 50 HRC steel, behind the cutting edge of the elongated steel part 1, as a result of the cut elements, a small depression 5 is formed, which causes the cutting edge to sharpen itself. The technique of induction brazing, with the use of composite brazing, allows to obtain the strength of the weld over 300 Mpa.

Claims

Patent claims

The method of making forage harvester knives, in which steel to be tempered is selected for the production of the elongated steel part, the edges of the elongated steel part are machined by making sockets for reinforcement in them, while within these sockets the edges of the elongated steel part are reinforced by joining with sintered carbide plates, and then the whole is ground to the dimensions within the assumed tolerance range, characterized in that for the production of the elongated steel part (1), steel is selected for quenching with a carbon content preferably from 0.22% to 0.33%, and then the plates (2) of sintered carbides are joined with the material of the elongated steel part (1) by brazing, using composite solders, preferably based on brass, also during joining the plates (2) with cemented carbides with the material of the steel elongated part (1) the entire volume of the steel elongated part (1) is held at t austenitization temperature, while soldering the solder gap (3) is kept in the range from 0.2 mm to 0.8 mm, and then the whole is subjected to

It is cooled at a rate that guarantees a martensitic or bainite transformation in the elongated steel part (1).

2. The method of making forage harvester knives, according to claim The method of claim 1, wherein the plates (2) are WC-Co cobalt tungsten carbide sintered mining grades with a cobalt content of 10% to 30% by weight and a WC carbide grain size of less than 35 micrometers.

3. The method of making forage harvester knives, according to claim The method of claim 1, characterized in that the dimensions of the seat (1a) for reinforcing the edge of the elongated steel part (1), measured in the cross-section of the edge of the elongated steel part (1), correspond to the dimensions of the cross-section of the carbide plate (2) used.

The method of making forage harvester knives, according to claim A method according to claim 1, characterized in that the seats (1a) in the elongated edge of the steel part (1) are made by machining.

5. The method of making forage harvester knives, according to claim The method of claim 1, characterized in that segments with cross-sections from 5 mm x 2.5 mm to 15 mm x 3.5 mm are used as the tungsten carbide plates (2).

Method of making forage harvester knives, according to claim The method of claim 1, characterized in that the solder gap (3) is held by a steel mesh reinforcement (4) or scattered fibers or sheet metal spacers 0.15 mm to 0.75 mm thick.

The method of making forage harvester knives, according to claim The method of claim 1, wherein the brazing operation is a brass-based composite braze with a brazing temperature ensuring an austenitic transformation of the steel part.

The method of making forage harvester knives, according to claim The process of claim 1, characterized in that the soldering operation is performed simultaneously on all the plates (2) by through-heating the entire elongated steel part (1) to the austenitizing temperature.