RU2528687C1 - Production tillage tool working members - Google Patents
Production tillage tool working members Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528687C1 RU2528687C1 RU2013113704/13A RU2013113704A RU2528687C1 RU 2528687 C1 RU2528687 C1 RU 2528687C1 RU 2013113704/13 A RU2013113704/13 A RU 2013113704/13A RU 2013113704 A RU2013113704 A RU 2013113704A RU 2528687 C1 RU2528687 C1 RU 2528687C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- rest
- temperature
- hardness
- steel
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использовано при изготовлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, таких как лемеха, отвалы, полевые доски, пластины противорежущие, долота, диски, лапы культиваторов и другие.The invention relates to the field of agricultural engineering and can be used in the manufacture of working bodies of tillage machines, such as plowshares, dumps, field boards, counter plates, chisels, disks, cultivator paws and others.
Рабочие органы почвообрабатывающих машин должны обладать высокой износостойкостью, прочностью и, кроме того, в процессе работы должна сохраняться оптимальная форма режущего лезвия.The working bodies of tillage machines must have high wear resistance, strength and, in addition, the optimal shape of the cutting blade must be maintained during operation.
Известен способ получения рабочих органов почвообрабатывающих машин, заключающийся в том, что заготовку из стали с содержанием углерода 0,35-0,60% и марганца 0,2-0,8% нагревают до 840-860°C и закаливают на твердость 30-40 HRC. Затем ведут электродуговую наплавку износостойким сплавом. После этого производят отпуск в электропечи при температуре 350-400°C с получением сорбитно-трооститной структуры основного металла, которая имеет оптимальные прочностные свойства для наплавленных рабочих органов, эксплуатирующихся в условиях знакопеременных нагрузок.A known method of obtaining the working bodies of tillage machines, which consists in the fact that the billet of steel with a carbon content of 0.35-0.60% and manganese 0.2-0.8% is heated to 840-860 ° C and hardened to a hardness of 30- 40 HRC. Then lead electric arc surfacing wear-resistant alloy. After that, leave in an electric furnace at a temperature of 350-400 ° C to obtain a sorbitol-troostite structure of the base metal, which has optimal strength properties for the deposited working bodies operating under alternating loads.
(Патент RU 2010867, описание, МПК C21D 1/00, опубликован 15.04.1994 г.)(Patent RU 2010867, description, IPC C21D 1/00, published April 15, 1994)
Недостатком известного способа является получение наплавленного износостойкого слоя с недостаточной прочностью сцепления с основной деталью, что зачастую приводит к отслоению наплавленного слоя как в процессе последующей термообработки, так и в процессе эксплуатации детали, а также происходит неравномерный износ наплавленного слоя.The disadvantage of this method is to obtain a deposited wear-resistant layer with insufficient adhesion to the main part, which often leads to delamination of the deposited layer both during subsequent heat treatment and during operation of the part, as well as uneven wear of the deposited layer.
Известен способ изготовления лемехов, включающий формирование лемеха методом литья из стали с содержанием углерода 0,8-1,4% и марганца 10-15%, его закалку с нагревом до температуры 1000-1050°C и охлаждением в воде. При вспашке грунта поверхностный слой лемеха, подвергающийся истиранию и ударам, упрочняется вследствие превращения аустенита в мартенсит, хорошо сопротивляющийся истиранию, и в результате наклепа. Аустенитная структура внутреннего объема характеризуется высокой вязкостью и успешно противостоит ударным нагрузкам.A known method of manufacturing plowshares, including the formation of a ploughshare by casting from steel with a carbon content of 0.8-1.4% and manganese 10-15%, its quenching with heating to a temperature of 1000-1050 ° C and cooling in water. When plowing the soil, the surface layer of the ploughshare, which undergoes abrasion and impact, is hardened due to the transformation of austenite into martensite, which is well resistant to abrasion, and as a result of hardening. The austenitic structure of the internal volume is characterized by high viscosity and successfully resists shock loads.
(Патент RU2207386, МПК C21D 9/18, опубликован 27.06.2003 г.)(Patent RU2207386, IPC C21D 9/18, published June 27, 2003)
Недостатком известного способа является то, что превращения аустенита в мартенсит происходит при достаточно высоких нагрузках (ударах), сопоставимых со значением предела упругости для данной стали, что практически недостижимо в процессе обработки земли (вспашке). Таким образом, при достаточно хорошей вязкости, поверхностный слой, как правило, обладает относительно невысокой твердостью (порядка 40-45 HRC), это приводит к достаточно быстрому истиранию детали, и вызывает необходимость ее замены.The disadvantage of this method is that the conversion of austenite to martensite occurs at sufficiently high loads (impacts), comparable with the value of the elastic limit for this steel, which is practically unattainable in the process of cultivating the earth (plowing). Thus, with a fairly good viscosity, the surface layer, as a rule, has a relatively low hardness (of the order of 40-45 HRC), this leads to a fairly quick attrition of the part, and necessitates its replacement.
Известен способ получения рабочего органа почвообрабатывающих машин, который имеет тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия. Способ заключается в том, что рабочий орган выполняют из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас.%, подвергают объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи, при этом поверхностный слой тела и рабочую часть выполняют с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 HRC, а сердцевину тела выполняют с микроструктурой в виде троостита или троостосорбита, или сорбита с твердостью 34-46 HRC. Технический результат изобретения - улучшение качества рабочих органов почвообрабатывающих машин за счет повышения их износостойкости и ударостойкости.A known method of obtaining a working body of tillage machines, which has a body containing a surface layer and a core, and a working part in the form of a blade or tip. The method consists in the fact that the working body is made of carbon steel with reduced hardenability with a carbon content of from 0.40 to 0.80 wt.%, Subjected to volume-surface hardening with self-tempering or tempering in the furnace, while the surface layer of the body and the working part performed with the microstructure in the form of tempered martensite with the size of the actual austenite grain in the range of more than 11 points, but not more than 14 points and with a hardness of 55-60 HRC, and the core of the body is performed with the microstructure in the form of troostite or troostosorbite, or sorbitol with tv rdostyu 34-46 HRC. The technical result of the invention is improving the quality of the working bodies of tillage machines by increasing their wear resistance and impact resistance.
(Патент RU 2233570, описание, МПК A01B 15/00, опубликован 10.08.2004 г.)(Patent RU 2233570, description, IPC A01B 15/00, published August 10, 2004)
Недостаток известного способа заключается в том, что поверхностный слой тела и рабочая часть исходного рабочего органа должен характеризоваться микроструктурой первичного аустенита с размером зерна в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов. Данное условие является необходимым для получения твердости 55 - 60 HRC, и как следствие высоких показателей износостойкости, однако выполнение, контроль и стабильность данного параметра являются очень затруднительными в условиях массового производства рабочих органов, а следствием - его невыполнение.The disadvantage of this method is that the surface layer of the body and the working part of the original working body must be characterized by the microstructure of primary austenite with a grain size in the range of more than 11 points, but not more than 14 points. This condition is necessary to obtain hardness 55 - 60 HRC, and as a result of high wear resistance, however, the implementation, control and stability of this parameter are very difficult in the conditions of mass production of working bodies, and the consequence is its failure.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является способ изготовления рабочих органов почвообрабатывающих машин, включающий формообразование и термическую обработку самозатачивающихся лемехов, выдвижных долот, плоскорезов, лап культиваторов и других рабочих органов из биметалла, производившегося по ГОСТ 15891-70. В качестве основы биметалла служит сталь марки Л53, в качестве слоя повышенной твердости - сталь марки Х6Ф1. Химический состав стали Л53, мас.%: углерод 0,47 - 0,57; марганец 0,5 - 0,8; кремний 0,15 - 0,35; сера≤0,05; фосфор≤0,04; железо - остальное. Сталь Х6Ф1 содержит следующие элементы, мас.%: углерод 1,40 - 1,70, марганец≤0,5; кремний≤0,70; хром 5,50 - 7,00; ванадий 0,80 - 1,20; сера≤0,03; фосфор≤0,03.The closest analogue of the claimed invention is a method of manufacturing working bodies of tillage machines, including shaping and heat treatment of self-sharpening shares, retractable chisels, plane cutters, cultivator paws and other working bodies from bimetal produced according to GOST 15891-70. L53 steel is used as the basis of bimetal, X6F1 steel is used as a layer of increased hardness. The chemical composition of steel L53, wt.%: Carbon 0.47 - 0.57; manganese 0.5 to 0.8; silicon 0.15-0.35; sulfur ≤0.05; phosphorus ≤ 0.04; iron is the rest. X6F1 steel contains the following elements, wt.%: Carbon 1.40 - 1.70, manganese ≤0.5; silicon≤0.70; chrome 5.50 - 7.00; vanadium 0.80-1.20; sulfur ≤0.03; phosphorus ≤0.03.
Использование биметаллов увеличивает срок службы и придает изготовленным из этих биметаллов лезвиям почвообрабатывающих машин способность к самозатачиванию, в результате чего не требуются промежуточные заточки вплоть до полного износа изделия. (А.Г. Кобелев, И.Н. Потапов, Е.В. Кузнецов «Технология слоистых металлов» М. Металлургия 1991 г. стр.243 - 244 - прототип.)The use of bimetals increases the service life and gives the blades of tillage machines made from these bimetals the ability to self-sharpen, as a result of which intermediate sharpening is not required until the product is completely worn out. (A.G. Kobelev, I.N. Potapov, E.V. Kuznetsov “Technology of layered metals” M. Metallurgy 1991, pp. 244 - 244 - prototype.)
Недостатком известного способа является низкая технологичность стали Х6Ф1 при производстве биметалла, а также в процессе изготовления рабочих органов почвообрабатывающих машин, заключающаяся в возникновении трещин при необходимости проведения операций по гибке и штамповке, кроме того из-за недостаточно высокой прочности сцепления слоев в таком биметалле возможно его расслоение в процессе изготовления изделия и при его эксплуатации.The disadvantage of this method is the low adaptability of X6F1 steel in the production of bimetal, as well as in the process of manufacturing the working bodies of tillage machines, which consists in the occurrence of cracks when it is necessary to carry out bending and stamping operations, in addition, because of the insufficiently high adhesion strength of the layers in such bimetal, it is possible stratification during the manufacturing process of the product and during its operation.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в получении рабочих органов почвообрабатывающих машин с высокими показателями прочности, твердости и износостойкости, а также прочности сцепления слоев при сохранении в процессе работы оптимальной формы режущего лезвия.The problem to which the invention is directed, is to obtain the working bodies of tillage machines with high strength, hardness and wear resistance, as well as the adhesion of the layers while maintaining the optimal shape of the cutting blade during operation.
Технический результат изобретения - повышение прочности сцепления слоев, повышение технологичности при изготовлении изделий, получение высоких показателей прочности, твердости и износостойкости готового изделия, а также сохранение в процессе работы оптимальной формы режущего лезвия.The technical result of the invention is to increase the adhesion strength of the layers, increase manufacturability in the manufacture of products, obtaining high rates of strength, hardness and wear resistance of the finished product, as well as maintaining the optimal shape of the cutting blade during operation.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления рабочих органов почвообрабатывающих машин, включающем формообразование рабочих деталей из горячекатаного биметаллического листа и термическую обработку, согласно изобретению основной слой биметалла изготавливают из легированной стали, содержащей, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing the working bodies of tillage machines, including the shaping of the working parts from a hot-rolled bimetal sheet and heat treatment, according to the invention, the main layer of bimetal is made of alloy steel, containing, wt.%:
углерод 0,10-0,50,carbon 0.10-0.50,
кремний 0,5-1,5,silicon 0.5-1.5,
марганец 0,5-1,5,manganese 0.5-1.5,
хром 0.5 - 1,5,chrome 0.5 - 1.5,
фосфор не более 0,025,phosphorus no more than 0,025,
сера не более 0,025,sulfur no more than 0,025,
железо и неизбежные примеси - остальное,iron and unavoidable impurities - the rest,
Плакирующий слой выполняют из высоколегированной износостойкой стали, содержащей, мас.%:The cladding layer is made of highly alloyed wear-resistant steel, containing, wt.%:
углерод 0,7-1,2,carbon 0.7-1.2,
кремний 0,1-1,7,silicon 0.1-1.7,
марганец 0,15-0,80,manganese 0.15-0.80,
хром 0,6 - 2,0,chrome 0.6 - 2.0,
молибден до 0,3,molybdenum to 0.3,
фосфор не более 0,025,phosphorus no more than 0,025,
сера не более 0,025,sulfur no more than 0,025,
железо и неизбежные примеси - остальное,iron and unavoidable impurities - the rest,
и наносят на основной слой методом электрошлаковой наплавки, перед формообразованием лист отжигают при температуре 680-820°C, а термическую обработку ведут путем закалки от температуры 850-950°C и отпуска при температуре 150-250°C. Сталь плакирующего слоя может дополнительно содержать, мас %: вольфрам 0,02-1,0 и ванадий 0,02-0,2. Формообразование полевых досок, пластин противорежущих, дисков, долотьев плуга включает нарезку заготовок из листа и механическую обработку. Формообразование лемехов, лап включает нарезку заготовок из листа, механическую обработку, горячую гибку, обеспечивающую требуемую форму.and applied to the main layer by electroslag surfacing, before forming, the sheet is annealed at a temperature of 680-820 ° C, and heat treatment is carried out by quenching from a temperature of 850-950 ° C and tempering at a temperature of 150-250 ° C. The steel of the cladding layer may further comprise, wt%: tungsten 0.02-1.0 and vanadium 0.02-0.2. The shaping of field boards, counter plates, discs, plow bits includes cutting blanks from a sheet and machining. The shaping of plowshares, paws includes cutting blanks from a sheet, machining, hot bending, providing the desired shape.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Использование в качестве основного слоя биметаллических листов легированной стали указанного состава с ограниченным содержанием серы и фосфора способствует обеспечению высоких показателей прочности и вязкости, необходимых для обеспечения высокого ресурса эксплуатации износостойкого биметаллического материала, подвергающегося ударным нагрузкам.The use of the specified composition with a limited sulfur and phosphorus content as the main layer of bimetallic alloy steel sheets of this composition helps to ensure high strength and toughness indices necessary to ensure a high service life of wear-resistant bimetallic material subjected to shock loads.
Плакирующий слой биметаллических листов, изготовленный из высоколегированной стали заявленного состава, обеспечивает высокий уровень износостойкости. Нанесение плакирующего слоя на основной слой методом электрошлаковой наплавки обеспечивает высокую прочность сцепления слоев.The cladding layer of bimetallic sheets made of high alloy steel of the claimed composition provides a high level of wear resistance. The application of the cladding layer on the main layer by electroslag surfacing provides high adhesion layers.
Обязательным условием получения высоких показателей технологичности при изготовлении изделий является обеспечение низкой твердости листов перед изготовлением изделия. Низкая твердость проката перед формообразованием изделий достигается путем проведения отжига биметаллических горячекатаных листов при температуре 680-820°C. В результате выдержки при этих температурах, с одной стороны, происходит отпуск мартенсита, что снижает твердость, с другой стороны, формируются твердые частицы карбидов, в том числе хрома и ванадия, которые вызывают дополнительное (плюс к упрочнению путем формирования мартенсита при закалке) упрочнение готового изделия.A prerequisite for obtaining high processability in the manufacture of products is to ensure low hardness of the sheets before manufacturing. Low hardness of rolled products before forming products is achieved by annealing bimetallic hot-rolled sheets at a temperature of 680-820 ° C. As a result of exposure at these temperatures, on the one hand, martensite is tempered, which reduces hardness, on the other hand, solid carbide particles are formed, including chromium and vanadium, which cause additional (plus hardening by the formation of martensite during quenching) hardening of the finished products.
Высокая твердость готового изделия после закалки и низкотемпературного отпуска является показателем его износостойкости.The high hardness of the finished product after hardening and low-temperature tempering is an indicator of its wear resistance.
Проведенные исследования влияния температур закалки и отпуска позволили выявить следующие закономерности формирования структуры, в том числе наноструктурной составляющей, а также свойств сталей исследованных вариантов химического состава в процессе термической обработки двухслойного проката и готовых изделий. В сталях, дополнительно легированных хромом, а также, в частных случаях, ванадием и вольфрамом, в процессе отжига происходит наноструктурирование - выделение наноразмерных частиц хрома, вольфрама и ванадия, в значительно большей степени, чем в сталях, легированных кремнием. Эти частицы могут сохраняться в стали при нагреве под закалку и вызывать дополнительное (помимо упрочнения за счет образования мартенсита) упрочнение стали по механизму дисперсионного твердения. Кроме того, такие частицы могут тормозить рост аустенитного зерна при нагреве под закалку и тем самым приводить к образованию еще более мелкодисперсного мартенсита. То есть формирование в стали плакирующего слоя при отжиге наноразмерных частиц карбидов хрома, вольфрама и ванадия является способом получения и наноструктурного, и наноструктурированного плакирующего слоя биметалла, что повышает его твердость, прочность и износостойкость. В то же время наиболее высокая твердость таких сталей обеспечивается после отпуска при температуре 150°C. Для стали, легированной только хромом, снижение твердости наблюдается при температуре отпуска выше 250°C, для сталей, легированных дополнительно ванадием и вольфрамом, повышение температуры отпуска до 200°C и выше приводит к снижению твердости до значений ниже 60 HRC, что связано, как с отпуском мартенсита, так и с укрупнением частиц избыточных фаз.Studies of the effect of quenching and tempering temperatures have revealed the following patterns of structure formation, including the nanostructural component, as well as the properties of the steels of the investigated chemical composition during the heat treatment of two-layer rolled products and finished products. In steels additionally alloyed with chromium, as well as, in particular cases, vanadium and tungsten, nanostructuring occurs during the annealing process - the release of nanosized particles of chromium, tungsten and vanadium, to a much greater extent than in steels alloyed with silicon. These particles can be stored in steel during heating under quenching and cause additional (in addition to hardening due to the formation of martensite) hardening of steel by the dispersion hardening mechanism. In addition, such particles can inhibit the growth of austenitic grain during heating under quenching and thereby lead to the formation of even finer dispersed martensite. That is, the formation of a cladding layer in steel during annealing of nanosized particles of chromium, tungsten and vanadium carbides is a method of obtaining both a nanostructured and nanostructured cladding layer of bimetal, which increases its hardness, strength and wear resistance. At the same time, the highest hardness of such steels is ensured after tempering at a temperature of 150 ° C. For steel alloyed only with chromium, a decrease in hardness is observed at a tempering temperature above 250 ° C, for steels alloyed additionally with vanadium and tungsten, an increase in tempering temperature to 200 ° C and above leads to a decrease in hardness to values below 60 HRC, which is related to with the release of martensite, and with the enlargement of particles of excess phases.
Для стали, легированной хромом, а также, в частных случаях, ванадием и вольфрамом, выделение наноразмерных частиц карбидов при отжиге происходит в значительно меньшей степени, что связано с высоким содержанием в стали кремния, тормозящим протекание диффузионных процессов. При нагреве под закалку формируется крупное зерно аустенита, при последующем охлаждении образуется мартенсит с большим размером игл, особенно после закалки с 950°C. При этом количество частиц избыточных фаз в стали невелико. В то же время повышение температуры отпуска до 200-250°C приводит к выделению существенно более мелких карбидных частиц, вызывающих дисперсионное твердение и приводящих к значительному повышению твердости, несмотря на отпуск мартенсита.For steel alloyed with chromium, as well as, in particular cases, vanadium and tungsten, the precipitation of nanosized carbide particles during annealing occurs to a much lesser extent, which is associated with a high silicon content in the steel, which inhibits diffusion processes. When heated for quenching, a large austenite grain is formed, with subsequent cooling, martensite with a large needle size is formed, especially after quenching from 950 ° C. Moreover, the number of particles of excess phases in the steel is small. At the same time, an increase in tempering temperature to 200–250 ° C leads to the precipitation of substantially finer carbide particles, which cause precipitation hardening and lead to a significant increase in hardness, despite martensite tempering.
Дальнейшее повышение температуры отпуска до 300°C приводит к некоторому снижению твердости, однако для всех температур отпуска не менее 200°C значения твердости максимальны именно для плакирующего слоя из стали, дополнительно легированной хромом, ванадием и вольфрамом.A further increase in tempering temperature to 300 ° C leads to a certain decrease in hardness, however, for all tempering temperatures of at least 200 ° C, the hardness values are maximum precisely for the cladding layer of steel, additionally alloyed with chromium, vanadium and tungsten.
Таким образом, значение температурного интервала закалки составляет 850-950°C, отпуска - 150-250°C.Thus, the temperature range of quenching is 850-950 ° C, tempering is 150-250 ° C.
Примеры реализации изобретения.Examples of the invention.
Биметаллические заготовки с основным слоем из легированной стали (состав стали приведен в таблице 1) и наплавленным слоем из высокоуглеродистой стали повышенной износостойкости (состав стали проведен в таблице 2) с толщиной наплавленного слоя 30-80 мм были получены электрошлаковой наплавкой. Заготовки нагревали для горячей прокатки до температур 1150-1250°C и прокатывали на листы толщиной 10 мм.Bimetallic billets with a main alloy steel layer (steel composition are given in Table 1) and a deposited high-carbon steel layer with increased wear resistance (steel composition is shown in Table 2) with a deposited layer thickness of 30-80 mm were obtained by electroslag surfacing. The billets were heated for hot rolling to temperatures of 1150–1250 ° C and rolled onto 10 mm thick sheets.
Осуществляли ультразвуковой контроль листов для проверки сплошности соединения слоев в соответствии с требованиями ГОСТ 22727 «Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля». Сплошность соединения слоев на всех листах соответствовала 0-1 классам, что является показателем высокого качества.Ultrasonic testing of sheets was carried out to check the continuity of the connection of the layers in accordance with the requirements of GOST 22727 "Sheet metal. Methods of ultrasonic testing. " The continuity of the connection of layers on all sheets corresponded to 0-1 classes, which is an indicator of high quality.
Затем полученный раскат разрезали на мерные листы и проводили последующий отжиг (параметры отжига указаны в таблице 3) для снижения твердости плакирующего слоя и повышения его технологичности при получении изделий. Лист варианта 5 с основным и плакирующим слоем таким же, как и для варианта 4, отжигу не подвергали. Механические свойства и показатели твердости плакирующего слоя указанных листов приведены в таблице 3.Then, the resulting roll was cut into measuring sheets and subsequent annealing was carried out (the annealing parameters are shown in Table 3) to reduce the hardness of the clad layer and increase its manufacturability when receiving products. The sheet of option 5 with the main and cladding layer is the same as for option 4, not annealed. The mechanical properties and hardness indicators of the cladding layer of these sheets are shown in table 3.
Для оценки служебных свойств биметалла от указанных листов были отобраны образцы, на которых определяли механические свойства и твердость плакирующего слоя после термической обработки, имитирующей термическую обработку готовых изделий: закалки от температуры 930°C с низкотемпературным отпуском при 200°C.To evaluate the service properties of bimetal, samples were selected from these sheets, on which the mechanical properties and hardness of the cladding layer were determined after heat treatment simulating the heat treatment of finished products: quenching from a temperature of 930 ° C with low temperature tempering at 200 ° C.
Механические свойства конечной продукции и показатели твердости плакирующего слоя, полученные на образцах после закалки и отпуска, представлены в таблице 4.The mechanical properties of the final product and the hardness indicators of the cladding layer obtained on the samples after quenching and tempering are presented in table 4.
В качестве показателя технологичности биметаллического проката следует принять значение твердости плакирующего слоя в состоянии поставки - после горячей прокатки или после горячей прокатки с последующим отжигом. При значении твердости после отжига менее 300 НВ биметалл оценивают как имеющий высокую технологичность при изготовлении изделий.The hardness of the clad layer in the delivery state should be taken as an indicator of the processability of bimetallic rolled products — after hot rolling or after hot rolling, followed by annealing. If the hardness after annealing is less than 300 HB, bimetal is evaluated as having high manufacturability in the manufacture of products.
За показатели износостойкости приняты твердость плакирующего слоя и предел прочности биметаллического проката после закалки и отпуска. Экспериментально установлено, что износостойкость является высокой, если значение твердости составляет не менее 62 HRC, а значение предела прочности - не менее 950 Н/мм2.The hardness of the cladding layer and the tensile strength of bimetallic rolled products after quenching and tempering are taken as indicators of wear resistance. It was experimentally established that the wear resistance is high if the hardness value is not less than 62 HRC, and the value of tensile strength is not less than 950 N / mm 2 .
Использование отжига для листов вариантов 1-4,6 привело к существенному снижению твердости плакирующего слоя по сравнению с вариантом 5 (без отжига): твердость снизилась от 350 HB до 300 HB и менее (см. таблицу 3). Из вариантов с отжигом наиболее высокое значение твердости 300 НВ получено после отжига при температуре 670°C (вариант 2 - недостаточная технологичность). Это свидетельствует о необходимости использования отжига при заявленных температурах для обеспечения высокой технологичности биметалла.The use of annealing for sheets of options 1-4,6 led to a significant decrease in the hardness of the cladding layer compared to option 5 (without annealing): the hardness decreased from 350 HB to 300 HB or less (see table 3). Of the options with annealing, the highest hardness value of 300 HB was obtained after annealing at a temperature of 670 ° C (option 2 - insufficient processability). This indicates the need to use annealing at the stated temperatures to ensure high processability of bimetal.
Из таблицы 4 следует, что отжиг при заявленных температурах является обязательным условием обеспечения высокой твердости плакирующего слоя после закалки и отпуска.From table 4 it follows that annealing at the stated temperatures is a prerequisite for ensuring high hardness of the cladding layer after quenching and tempering.
Удовлетворительную технологичность в сочетании с высоким ресурсом эксплуатации имеют варианты 1, 3, 4 и 6, соответствующие формуле изобретения.Satisfactory manufacturability in combination with a high service life have options 1, 3, 4 and 6, corresponding to the claims.
Были изготовлены рабочие органы почвообрабатывающих машин из биметалла, химические составы основного и плакирующего слоев которого приведены в таблицах 5 и 6.The working bodies of tillage machines were made of bimetal, the chemical compositions of the main and cladding layers of which are shown in tables 5 and 6.
Из листов, материал которых соответствует биметаллу 1 и 2, были изготовлены четыре лемеха. Перед формообразованием листы отжигали при температуре 740°C и 750°C, соответственно, затем из листов нарезали заготовки, проводили механическую обработку, горячую гибку, обеспечивающую требуемую форму, после чего изделия закаливали от температуры 930°C и отпускали при температуре 220°C.Four plowshares were made of sheets whose material corresponds to bimetal 1 and 2. Before forming, the sheets were annealed at a temperature of 740 ° C and 750 ° C, respectively, then blanks were cut from the sheets, machining was carried out, hot bending was ensured to provide the desired shape, after which the products were quenched from a temperature of 930 ° C and released at a temperature of 220 ° C.
Из листов, материал которых соответствует варианту 3, были изготовлены полевая доска плуга и долото плуга. Перед формообразованием листы отжигали при температуре 730°C, затем из листов нарезали заготовки, проводили механическую обработку, изделия закаливали от температуры 920°C и отпускали при температуре 200°C.From the sheets, the material of which corresponds to option 3, the plow field board and the plow bit were made. Before forming, the sheets were annealed at a temperature of 730 ° C, then blanks were cut from the sheets, machining was performed, the products were quenched from a temperature of 920 ° C and released at a temperature of 200 ° C.
Проводили эксплуатационные испытания рабочих органов почвообрабатывающих машин. Условия проведения испытаний: почвы легко и среднесуглинистого механического состава, твердостью (на глубине 20 - 22 см) - 1.8-3.3 МПа. Наработка на рабочий орган (до отказа) составила более 30 гектар.Conducted operational tests of the working bodies of tillage machines. Test conditions: soils of light and medium loamy texture, hardness (at a depth of 20 - 22 cm) - 1.8-3.3 MPa. The operating time for the working body (to failure) amounted to more than 30 hectares.
Для подтверждения правомерности заявленных температурных интервалов закалки и отпуска от листов, материал которых соответствует биметаллу 1, по указанной выше технологии были изготовлены четыре лемеха, но температура закалки и отпуска которых выходила за пределы, указанные в формуле изобретения.To confirm the legitimacy of the declared temperature ranges of hardening and tempering from sheets whose material corresponds to bimetal 1, four shares were made using the above technology, but the tempering and tempering temperatures of which went beyond the limits indicated in the claims.
По два лемеха закаливали от температур выше (960°C) и ниже (840°C) заявленных в формуле изобретения и отпускали при температурах, не соответствующих заявленным: 140°C и 260°C, соответственно.Two plowshares were quenched from temperatures above (960 ° C) and below (840 ° C) as claimed in the claims and released at temperatures that did not correspond to those declared: 140 ° C and 260 ° C, respectively.
На лемехах после закалки от температуры 960°C были обнаружены мелкие поверхностные трещины, распространяющиеся в глубь металла.On the plowshares, after quenching from a temperature of 960 ° C, small surface cracks were found that propagated deep into the metal.
На лемехах, закаленных от температуры 840°C и отпущенных как при температуре 140°C, так и при температуре 260°C твердость плакирующего слоя составила 55-57 HRC, которая недостаточна для обеспечения требуемой износостойкости.On plowshares hardened from a temperature of 840 ° C and tempered both at a temperature of 140 ° C and at a temperature of 260 ° C, the hardness of the cladding layer was 55-57 HRC, which is insufficient to provide the required wear resistance.
Таким образом, технический результат изобретения - повышение прочности сцепления слоев, повышение технологичности при изготовлении изделий, получение высоких показателей прочности, твердости и износостойкости готового изделия, а также сохранение в процессе работы оптимальной формы режущего лезвия, достигается при выполнении совокупности всех признаков, указанных в формуле изобретения.Thus, the technical result of the invention is to increase the adhesion strength of the layers, increase manufacturability in the manufacture of products, obtaining high strength, hardness and wear resistance of the finished product, as well as maintaining the optimal shape of the cutting blade during operation, is achieved when all the characteristics indicated in the formula are fulfilled inventions.
Claims (4)
углерод 0,10-0,50,
кремний 0,5-1,5,
марганец 0,5-1,5,
хром 0.5-1,5,
фосфор не более 0,025,
сера не более 0,025,
железо и неизбежные примеси - остальное,
плакирующий слой выполняют из высоколегированной износостойкой стали, содержащей, мас.%:
углерод 0,7-1,2,
кремний 0,1-1,7,
марганец 0,15-0,80,
хром 0.6-2,0,
молибден до 0,3,
фосфор не более 0,025,
сера не более 0,025,
железо и неизбежные примеси - остальное,
и наносят на основной слой методом электрошлаковой наплавки, перед формообразованием лист отжигают при температуре 680-820°C, а термическую обработку рабочих органов ведут путем закалки от температуры 850-950°C и отпуска при температуре 150-250°C.1. A method of manufacturing the working bodies of tillage machines, including the shaping of the working bodies of hot-rolled bimetallic sheet and heat treatment, characterized in that the main layer of bimetal is made of alloy steel, containing, wt.%:
carbon 0.10-0.50,
silicon 0.5-1.5,
manganese 0.5-1.5,
chrome 0.5-1.5,
phosphorus no more than 0,025,
sulfur no more than 0,025,
iron and unavoidable impurities - the rest,
the cladding layer is made of highly alloyed wear-resistant steel, containing, wt.%:
carbon 0.7-1.2,
silicon 0.1-1.7,
manganese 0.15-0.80,
chrome 0.6-2.0,
molybdenum to 0.3,
phosphorus no more than 0,025,
sulfur no more than 0,025,
iron and unavoidable impurities - the rest,
and applied to the main layer by electroslag surfacing, before forming, the sheet is annealed at a temperature of 680-820 ° C, and the working bodies are heat treated by quenching from a temperature of 850-950 ° C and tempering at a temperature of 150-250 ° C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113704/13A RU2528687C1 (en) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | Production tillage tool working members |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013113704/13A RU2528687C1 (en) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | Production tillage tool working members |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2528687C1 true RU2528687C1 (en) | 2014-09-20 |
Family
ID=51583030
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013113704/13A RU2528687C1 (en) | 2013-03-28 | 2013-03-28 | Production tillage tool working members |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2528687C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738258C1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-12-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method of reconditioning of worn-out blades of threshing drum combine harvester |
RU2800906C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-07-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for production of working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2006371C1 (en) * | 1992-01-21 | 1994-01-30 | Александр Васильевич Румянцев | Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material |
EP0846780A3 (en) * | 1996-12-09 | 1999-02-03 | Deere & Company | A method of making a self-sharpening metallic cutting blade or a cultivator swep and a cutting blade or a cultivator sweep |
RU2138143C1 (en) * | 1998-06-17 | 1999-09-27 | Открытое акционерное общество "Луховицкая сельхозтехника" | Share and share manufacture method |
RU2309987C2 (en) * | 2005-07-11 | 2007-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Златоустовский машиностроительный завод" | Method for making working organs of cultivators |
RU81619U1 (en) * | 2008-11-18 | 2009-03-27 | Владимир Савельевич Новиков | PLOW PLOW |
-
2013
- 2013-03-28 RU RU2013113704/13A patent/RU2528687C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2006371C1 (en) * | 1992-01-21 | 1994-01-30 | Александр Васильевич Румянцев | Multilayer composite material, method for its manufacture and article made of this material |
EP0846780A3 (en) * | 1996-12-09 | 1999-02-03 | Deere & Company | A method of making a self-sharpening metallic cutting blade or a cultivator swep and a cutting blade or a cultivator sweep |
RU2138143C1 (en) * | 1998-06-17 | 1999-09-27 | Открытое акционерное общество "Луховицкая сельхозтехника" | Share and share manufacture method |
RU2309987C2 (en) * | 2005-07-11 | 2007-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Златоустовский машиностроительный завод" | Method for making working organs of cultivators |
RU81619U1 (en) * | 2008-11-18 | 2009-03-27 | Владимир Савельевич Новиков | PLOW PLOW |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738258C1 (en) * | 2020-03-17 | 2020-12-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method of reconditioning of worn-out blades of threshing drum combine harvester |
RU2802696C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for production of cast iron working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2800906C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-07-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for production of working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2802698C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for production of cast iron working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2802697C1 (en) * | 2022-12-20 | 2023-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for production of working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2802701C1 (en) * | 2023-01-10 | 2023-08-31 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for the production of working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2802688C1 (en) * | 2023-01-10 | 2023-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for the production of working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2802690C1 (en) * | 2023-01-10 | 2023-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for production of working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2802689C1 (en) * | 2023-01-10 | 2023-08-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for the production of working bodies of soil-cultivating implements with a cutting part |
RU2811634C1 (en) * | 2023-07-12 | 2024-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method for producing hoe openers of stubble seeders with structuring cutting part |
RU2809578C1 (en) * | 2023-07-21 | 2023-12-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" | Method for producing anchor coulters for stubble seeders with distribution of metallographic structures in cutting part |
RU2809577C1 (en) * | 2023-07-21 | 2023-12-13 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" | Method for producing anchor coulters of stubble seeders with distribution of metallographic structures |
RU2825736C1 (en) * | 2023-12-07 | 2024-08-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" | Method of distributing metallographic structures in functional zones during production of anchor plowshares of stubble seeders |
RU2826527C1 (en) * | 2023-12-07 | 2024-09-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" | Method of zonal distribution of metallographic structures in production of anchor ploughshares of stubble seeders |
RU2826505C1 (en) * | 2023-12-07 | 2024-09-11 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" | Method for production of anchor ploughshares of stubble seeders with distribution of metallographic structures by functional zones |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110100034B (en) | High-hardness wear-resistant steel and method for manufacturing same | |
JP7240486B2 (en) | Abrasion-resistant steel plate with excellent hardness and impact toughness and method for producing the same | |
CN111479945B (en) | Wear-resistant steel having excellent hardness and impact toughness and method for manufacturing same | |
EP2614171B1 (en) | Super bainite steel and method for manufacturing it | |
JP5484103B2 (en) | Steel plate for high-strength machine parts, method for producing the same, and method for producing high-strength machine parts | |
KR20210076658A (en) | Wear resistant steel havinh high hardness and excellent low-temperature impact toughness and method for manufacturing thereof | |
US20150292067A1 (en) | Hot-forming steel alloy | |
KR102045646B1 (en) | Abrasion resistance steel having excellent homogeneous material properties and method for manufacturing the same | |
JP4535879B2 (en) | Weldable steel building component and method for manufacturing the same | |
JP4535878B2 (en) | Weldable steel building component and method for manufacturing the same | |
KR101828228B1 (en) | Cold tool material and method for manufacturing cold tool | |
JP6364219B2 (en) | Cast iron castings and manufacturing method thereof | |
JP6894166B2 (en) | Pre-hardened hot tool steel with excellent machinability | |
RU2528687C1 (en) | Production tillage tool working members | |
JP5489497B2 (en) | Method for producing boron steel sheet with excellent hardenability | |
EP3825435B1 (en) | Wire rod and steel wire for spring, having enhanced toughness and corrosion fatigue properties, and respective manufacturing methods therefor | |
KR102031443B1 (en) | Wear resistant steel having excellent hardness and impact toughness and method of manufacturing the same | |
JP4159009B2 (en) | Steel sheet for punched parts with excellent fatigue characteristics | |
TW201632638A (en) | Hot-working tool and manufacturing method therefor | |
JP6055577B1 (en) | Chisel steel and chisel | |
JP5443277B2 (en) | High-strength steel with excellent machinability and method for producing the same | |
JP5316242B2 (en) | Steel for heat treatment | |
RU2603404C1 (en) | Method for production of high-hardness wear-resistant sheet products | |
JP2006009150A (en) | Steel for carburizing and its production method | |
WO2017208329A1 (en) | High-tensile steel plate having excellent low-temperature toughness |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180329 |