RO129877B1

RO129877B1 - Bandă compozită pentru suprafeţele active ale utilajelor de prelucrare a solului, şi procedeu de obţinere a acesteia

Info

Publication number: RO129877B1
Application number: ROA201200390A
Authority: RO
Inventors: Emilia Binchiciu; Aurelia Binchiciu; Horia Binchiciu; Ionelia Voiculescu; Victor Geantă; Radu Ştefănoiu
Original assignee: Sudotim As S.R.L.
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2019-08-30
Also published as: RO129877A2

Description

Invenția se referă la o bandă compozită, utilizată pentru ranforsarea suprafețelor active al utilajelor de prelucrare a solului, care are muchii tăietoare de tip dinte de fierăstrău cu proprietăți de autoascuțire în exploatare, care favorizează prelucrarea facilă a solului cu consumuri reduse de carburanți.

Sunt cunoscute elemente compozite cu rezistență ridicată la uzare și procedee de obținere a unor suprafețe active, care fac corp comun cu sculele de prelucrare a solului, având proprietăți de autoascuțire și rezistență ridicată la uzare, care prezintă dezavantajul că, în exploatare, muchiile tăietoare devin lise și inamovibile (Nardin, A., Zavarise, G., Schrefler, B.V., “Modelling ofcutting tool- soilinteraction”- part I: contact behaviour. Computațional Mechanics 31 (2003) 327-339, Springer-Verlag 2003).

Documentele existente prezintă diverse variante tehnologice de realizare a unor materiale compozite pe bază de carburi pentru elementele active ale utilajelor de prelucrare a solului sau alte structuri metalice (de exemplu, brevet de invenție: RO 125759/2011), precum și diverse tehnologii de îmbinare ale acestora (Binchiciu, H., ș.a. “încărcarea prin sudare cu arcul electric”, Editura Tehnică București 1992, ISB\I 973-31-0421-3).

în documentul EP 2377957/2011, este prezentat un dispozitiv de tăiere cu inserție (plachetă) pentru prelucrarea metalelor și aliajelor metalice care cuprinde două regiuni compozite, cele două fiind îmbinate între ele printr-un procedeu metalurgic. Ambele regiuni compozite au în componență particule dure prinse într-un liant care conține proporții diferite de ruteniu, cele două fiind îmbinate prin intermediul unui alt liant, care conține ruteniu.

Prin documentul JP 2001081526 (A)/2001, este cunoscut un material compozit format din particule de carbură de wolfram inserate în proporție de 50..97% într-o matrice din fer aliat cu 0,35...3% C, 3...30% Mn și 3...25% Cr, procedeul de realizare constând în realizarea unui amestec de pulbere de WC, Fe, Cr, Ni sau de Fe-Cr, Fe-Ni, Fe-Mn, grafit și solvent organic, amestecare într-o moară cu bile și sinterizarea amestecului în atmosferă de argon, pentru formarea stării martensitice compozitul fiind răcit sub 0°C.

De asemenea, documentul EP 2333131 A1/2011 prezintă un material compozit format din carbură de wolfram inserată într-o matrice metalică cu care formează un compus tip M-W-C, în care M este în particular Fe sau/și Mn, iar documentul JPS 62146237 (A)/1987 prezintă un material compozit format din carbură de W inserată într-o matrice metalică formată în particular din Fe și Cr.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unei benzi din oțel cu acoperire compozită rezistentă la uzură prin înglobare de particule de carbură de wolfram, realizată astfel încât aceasta să aibă fiabilitate ridicată și proprietăți de auto-ascuțire în exploatare.

Banda compozită conform invenției rezolvă această problemă tehnică prin aceea că este realizată dintr-un suport din oțel slab aliat cu mangan, laminat la dimensiuni de circa 15x6 mm, pe care este depus prin sudare un strat antiuzură cu grosimea de circa 2 mm, alcătuit dintr-o matrice de oțel de tipul Fe - 30% Cr; Fe - 14% Mn; Fe - 12% Cr -14% Mn; Fe - 25% Cr - 1% V; etc., în care sunt înglobate, în proporții de circa 15%, particule de carbură de wolfram topită cu textură de sfărâmare, din clasa granulometrică 1,5 mm.

Conform procedeului conform invenției, banda compozită se obține printr-un proces tehnologic secvențial, constituit din operații de debitare, șanfrenare, încărcare prin sudare cu unul din aliajele mai sus-menționate și urmate de tratarea termică a ansamblului, a cărui diagramă de lucru este aleasă astfel încât să confere produsului caracteristicile necesare combaterii uzurilor de abraziune sub presiune medie și/sau ridicată și, respectiv, uzura de eroziune.

RO 129877 Β1

Avantajele invenției constau în următoarele:1

- prelungirea duratei de viață a elementelor active ale utilajelor de prelucrare a solului;

- realizarea unor muchii tăietoare de tip dinți de fierăstrău, cu durabilitate ridicată, 3 obținută ca urmare a prezenței în constituție a carburilor de wolfram topite;

- obținerea unei eficiențe ridicate în ceea ce privește consumurile de carburanți, ca5 urmare a diminuării eforturilor și solicitărilor la prelucrarea solului prin acțiunea de fragmentare realizată de către particulele de carburi din muchii;7

- înlocuirea rapidă a elementelor active ale utilajelor de prelucrare a solului dotate cu sistem de autoascuțire;9

- crearea premiselor de amovibilitate facilă, printr-un procedeu simplu de montare și fixare, de tipul sudurii de uz general;11

- recondiționarea elementului activ se face rapid, în funcție de gradul de uzare a benzii compozite, prin utilizarea unei noi benzi depuse pe același element de utilaj;13

- refacerea facilă a cuțitului ranforsat cu bandă compozită, în atelier, în afara timpului de lucru al utilajului agricol;15

- reducerea consumului de elemente active pentru utilajele agricole.

Invenția este prezentată pe larg în continuare, în legătură și cu figura, care reprezintă 17 o secțiune longitudinală prin banda compozită conform invenției.

Conform invenției, banda compozită cu proprietăți de autoascuțire și muchii tăietoare 19 de tip dinte de fierăstrău, prezentată în figură, este constituită dintr-un suport 1 de tip bandă laminată având în secțiune dimensiunile de circa 15x6 mm, realizat din oțel slab aliat cu 21 mangan, compatibil la sudare cu materialul stratului de protecție care este depus pe acesta prin sudare, denumit “strat antiuzură”, având grosimea de circa 2 mm, constituit dintr-o ma- 23 trice de oțel de tipul: Fe - 30%Cr; Fe -14% Mn; Fe -12% Cr-12% Mn; Fe - 25% Cr-1% V, în care sunt înglobate, în proporție de circa 10%, particule din carbură de wolfram topită, cu 25 textură de mărunțire din clasa granulometrică 1,5 mm.

în scopul asigurării unor proprietăți adecvate, respectiv muchii tăietoare de tip dinte 27 de fierăstrău, cu rezistență ridicată la uzura abrazivă sub presiune medie și/sau ridicată, respectiv la eroziune, tipuri de uzură frecvent întâlnite la pregătirea și prelucrarea solului, 29 precum și a unei compatibilități ridicate la sudarea și montarea pe suportul sculelor de prelucrare a solului, bandele compozite sunt obținute printr-un proces tehnologic de tip 31 secvențial, derulat prin următoarele etape:

- selectarea semifabricatului din oțel slab aliat cu mangan din grupa de rezistență de 33 500 N/mm²;

- dacă este cazul, debitarea semifabricatului de tip bandă la dimensiuni de circa 35 15x6 mm;

- șanfrenarea suportului la 30° cu un umăr neprelucrat de 2 mm la ambele laturi, 37 conform figurii;

- preîncălzirea sau răcirea, după caz, a semifabricatului - suport de tip platbandă, la 39 o temperatură de preîncălzire cuprinsă în domeniul 2O...55O°C, la fel ca temperatura dintre straturile depuse, domeniul de temperaturi fiind ales în funcție de aliajul din constituția 41 stratului antiuzură. La depunerea de matrici din oțel inoxidabil austenitic sau austenitic manganos, temperatura de preîncălzire, precum și cea dintre rânduri, T_pi, este apropiată de 43 +20°C, în timp ce pentru realizarea straturilor din oțeluri martensitic înalt aliate cu crom, T_pi se alege în jurul limitei superioare din prescripție, adică de circa 550°C; 45

- depunerea stratului compozit pe suportul bandă metalică utilizând unul din procedeele de topire: cu flacără oxiacetilenică, WIG sau CIF a unor vergele sau sârme 47 tubulare, respectiv fluxuri metalo-ceramice, care asigură obținerea unor straturi compozite de tipul celor menționate mai sus [5, 6]; 49

RO 129877 Β1

- răcirea rapidă în apă la circa 20°C a componentelor încărcate cu straturi austenitico-manganoase sau, respectiv, detensionarea-durificarea la 45O...55O°C, timp de 0,5...1 h, a celor încărcate cu aliaje bogate în crom și matrice martensitică.

Invenția aduce contribuții în domeniul progresului tehnic prin aceea că implementează, în proiectarea utilajelor agricole de prelucrare a solului, conceptul de interschimbabilitate facilă a suprafețelor active.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției.

Banda compozită cu proprietăți de autoascuțire și muchii tăietoare de tip dinte de fierăstrău se realizează conform invenției prin debitarea și șanfrenarea suportului de tip bandă laminată din oțel slab aliat cu mangan cu dimensiunile în secțiune de 15x6 mm, prelucrat la 30°, cu un umăr neprelucrat de 2 mm la ambele laturi, pe care este depus, prin sudare, stratul antiuzură cu grosime de circa 2 mm, constituit dintr-o matrice de oțel de tipul Fe-30% Cr, în care sunt înglobate în proporție de circa 10% particule din carbură de wolfram topită cu textură de mărunțire, din clasa granulometrică de 1,5 mm.

Preîncălzirea semifabricatului platbandă se face la o temperatură de preîncălzire de

2O...55O°C, cu limitarea temperaturilor între straturi la aceleași valori.

Depunerea stratului compozit pe suportul bandă metalică se face prin procedeul de topire cu flacără oxiacetilenică cu caracter ușor carburant, utilizându-se, în acest scop, vergele tubulare de tipul VT 25% Cr. Produsul astfel obținut este apoi detensionat și durificat prin tratament termic de precipitare la 45O...55O°C, timp de 1 h.

Claims

Revendicări 1

1. Bandă compozită pentru suprafețele active ale utilajelor de prelucrare a solului, 3 formată dintr-un suport tip bandă laminată din oțel slab aliat și o acoperire compozită de circa 2 mm grosime, și având muchii tăietoare de tip dinte de fierăstrău, cu proprietăți de auto- 5 ascuțire, acoperirea compozită fiind formată din particule de carbură de wolfram inserate într-o matrice din fier aliat cu carbon specifică unui oțel, conținând peste 10% Cr sau/și Mn, 7 caracterizată prin aceea că suportul tip bandă laminată are dimensiunile de 15 x 6 mm și este din oțel slab aliat cu Mn, iar materialul acoperirii compozite are particulele de carbură 9 de W topită, cu textură de sfărâmare, din clasa granulometrică 1,5 mm, înglobate într-o matrice de oțel de tipul Fe-M în care M = 30% Cr sau 14% Mn sau 12% Cr +14% Mn sau 11 25% Cr + 1% V.

2. Procedeu de obținere a unei benzi compozite pentru suprafețele active ale 13 utilajelor de prelucrare a solului, incluzând niște etape pregătitoare de debitare, șanfrenare și tratare termică a unui semifabricat suport tip bandă laminată din oțel slab aliat și o etapă 15 de formare pe cale termică pe suprafața acestui suport a unei acoperiri compozite compusă din particule de carbură de wolfram inserate într-o matrice din fier aliat cu carbon specifică 17 unui oțel conținând peste 10% Cr sau/și Mn și având muchii tăietoare de tip dinte de fierăstrău, cu proprietăți de auto-ascuțire, caracterizat prin aceea că materialul compozit 19 este depus în grosime de circa 2 mm pe un suport tip bandă laminată din oțel slab, aliat cu Mn cu dimensiuni de 15x6 mm și preîncălzit la o temperatură cuprinsă în domeniul 21

2O...55O°C, printr-o metodă de încărcare prin sudare tip: topire cu flacără sau cu metoda WIG sau CIF, a unor vergele sau sârme tubulare și/sau a unor fluxuri metalo-ceramice 23 specifice formării unui strat compozit cu particule de carbură de W topită, cu textură de sfărâmare, din clasa granulometrică 1,5 mm, înglobate într-o matrice de oțel de tipul Fe-M 25 în care M = 30% Cr sau 14% Mn, sau 12% Cr +14% Mn, sau 25% Cr + 1% V, după depunerea stratului compozit fiind realizat tratamentul termic final al ansamblului, pentru 27 proprietățile finale ale acestuia.

3. Procedeu de obținere a unei benzi compozite, conform revendicării 2, caracterizat 29 prin aceea că stratul compozit este realizat prin depunerea pe suportul din oțel manganos preîncălzit la circa 20°C, a unei matrice metalice din oțel austenitico-manganos cu particule 31 de carbură de W înglobate, iar tratamentul termic final al benzii compozite este realizat prin răcire rapidă în apă la circa 20°C. 33

4. Procedeu de obținere a unei benzi compozite, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că stratul compozit este realizat prin depunerea pe suportul din oțel manganos 35 preîncălzit la circa 550°C, a unei matrice metalice din oțel martensitic înalt aliat cu Cr, cu particule de carbură de W înglobate, iar tratamentul termic final al benzii compozite este 37 realizat prin detensionare și durificare la 45O...55O°C timp de 0,5...1 h.