RU2607680C1 - Method of plough share hardening - Google Patents

Method of plough share hardening Download PDF

Info

Publication number
RU2607680C1
RU2607680C1 RU2015128509A RU2015128509A RU2607680C1 RU 2607680 C1 RU2607680 C1 RU 2607680C1 RU 2015128509 A RU2015128509 A RU 2015128509A RU 2015128509 A RU2015128509 A RU 2015128509A RU 2607680 C1 RU2607680 C1 RU 2607680C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ploughshare
electrode
alloying
hardening
protective
Prior art date
Application number
RU2015128509A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Алексеевич Гришко
Валерий Игоревич Иванов
Олег Юрьевич Герман
Сергей Александрович Соловьев
Сергей Анатольевич Величко
Татьяна Васильевна Каннуникова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2015128509A priority Critical patent/RU2607680C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2607680C1 publication Critical patent/RU2607680C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B15/00—Elements, tools, or details of ploughs
    • A01B15/02—Plough blades; Fixing the blades
    • A01B15/04—Shares
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H9/00—Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention can be used for agricultural machines tillage tools working surfaces strengthening, operating under abrasive wear conditions. Protective coating is applied on ploughshare surface in several continuously repeating cycles by spark alloying of ploughshare surface and subsequent protective cusps arc surfacing. In each cycle electric-spark alloying is carried out by oscillating electrode, made of abrasion-resistant material, by doping current pulses with energy of 1.5–10.0 J for 5–60 s to produce protective coating with thickness of up to 0.5 mm. Then current supply to said spark alloying electrode is disconnected and it is supplied with constant welding current of positive polarity with value of 80–450 A for 20–120 c for overlay welding by electrode material of protective cusp with height of 0.8–1.5 mm.
EFFECT: method ensures production of wear-resistant coating with high strength of its adhesion with ploughshare parent metal and ploughshare ability to self-sharpening.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а именно к способу поверхностного упрочнения рабочих поверхностей почвообрабатывающих орудий сельскохозяйственных машин, эксплуатирующихся в условиях абразивного изнашивания.The invention relates to the field of agricultural engineering, and in particular to a method of surface hardening of the working surfaces of the tillage implements of agricultural machines operating in conditions of abrasive wear.

Известны способы упрочнения лемехов (см. Надежность и ремонт машин. / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов и др.; Под ред. В.В. Курчаткина. - М: Колос, 2000. - 776 с.), при которых применяют наплавку их поверхности металлами и сплавами, имеющими повышенные прочностные свойства, что повышает их износостойкость и обеспечивает эффект самозатачивания. Однако при наплавках применение дополнительных материалов значительно увеличивает стоимость изделий, сильное термическое влияние на металл приводит к большим деформациям деталей.Known methods of hardening plowshares (see Reliability and repair of machines. / VV Kurchatkin, NF Telnov, KA Achkasov et al .; Edited by VV Kurchatkin. - M: Kolos, 2000. - 776 p.), In which surface surfacing is used with metals and alloys having high strength properties, which increases their wear resistance and provides a self-sharpening effect. However, when surfacing, the use of additional materials significantly increases the cost of products, a strong thermal effect on the metal leads to large deformations of the parts.

Известен способ упрочнения лемехов плугов (патент RU 2460810 С1, опубл. 10.09.2012), включающий электромеханическую обработку поверхности лемеха, при плотности тока до 109 А/м2, параллельными друг другу непрерывными линиями, образующими зоны упрочнения на глубину до 3 мм. Зоны упрочнения имеют ширину 3,5-7 мм и располагаются под углом 40-55° к лезвию лемеха на расстоянии между ними 10-30 мм.A known method of hardening plowshares of plows (patent RU 2460810 C1, publ. 09/10/2012), comprising electromechanical surface treatment of the plowshares, at current densities of up to 10 9 A / m 2 , parallel to each other by continuous lines forming zones of hardening to a depth of 3 mm. Hardening zones have a width of 3.5-7 mm and are located at an angle of 40-55 ° to the share blade at a distance between them of 10-30 mm.

В результате применения этого способа на поверхности лемеха образуются упрочненные чередующиеся зоны твердостью до 10 ГПа, что повышает их износостойкость при абразивном трении. Однако применение данного способа обеспечивает эффект самозатачивания только в местах касания упрочненных линий режущих лезвий лемеха, что лишь частично повышает долговечность лемеха.As a result of applying this method, hardened alternating zones with a hardness of up to 10 GPa are formed on the ploughshare surface, which increases their wear resistance during abrasive friction. However, the application of this method provides the effect of self-sharpening only at the points of contact of the hardened lines of the cutting shares of the share, which only partially increases the durability of the share.

Известен способ упрочнения деталей из среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталей (патент RU 2270259 С2, опубл. 20.02.2006), включающий упрочнение путем кратковременного высокотемпературного воздействия тока силой 16 кА с нанесением на поверхность детали пятен контакта в шахматном порядке или по линиям армирования.A known method of hardening parts of medium-carbon and high-carbon steels (patent RU 2270259 C2, publ. 02.20.2006), including hardening by short-term high-temperature exposure to a current of 16 kA with the application of contact spots to the surface of the part in a checkerboard pattern or along reinforcement lines.

В результате применения этого способа формируются точечные упрочненные участки, что повышает износостойкость деталей, не требуется дальнейшей механической обработки и расхода дополнительных материалов. Однако данный метод повышает износостойкость частично, так как упрочнению подвергаются лишь небольшие участки.As a result of the application of this method, point hardened sections are formed, which increases the wear resistance of the parts; further machining and the consumption of additional materials are not required. However, this method increases the wear resistance in part, since only small areas undergo hardening.

Известен способ упрочнения лемеха, описанный в патенте RU 2464146 С2, опубл. 20.06.2012, в котором на поверхность лемеха производят наплавку защитных валиков и оставшуюся между валиками поверхность лемеха упрочняют заливкой песчано-клеевой композицией.A known method of hardening a ploughshare described in patent RU 2464146 C2, publ. 06/20/2012, in which protective rollers are deposited onto the ploughshare surface and the ploughshare remaining between the rollers is strengthened by pouring with a sand-glue composition.

Способ имеет недостатки, а именно, при наплавке валиков на поверхность лемеха происходит его коробление, а также при обработке почвы на песчано-клеевой слой действуют большие ударно-абразивные нагрузки, которые отслаивают и срывают песчано-клеевые слои с поверхности лемеха.The method has drawbacks, namely, when surfacing the rollers on the ploughshare surface, it warps, and also when processing the soil on the sand-glue layer, large shock-abrasive loads act, which peel and tear the sand-glue layers from the ploughshare surface.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ, описанный в патенте RU 2532602 С2, опубл. 10.11.2014, в котором на поверхность детали производят вибродуговую наплавку износостойкого материала с одновременным легированием поверхности.The closest technical solution, selected as a prototype, is the method described in patent RU 2532602 C2, publ. November 10, 2014, in which a vibration-arc surfacing of a wear-resistant material with simultaneous alloying of the surface is performed on the surface of the part.

Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:

- усложненная технология упрочнения, а именно: изготовление композита, изготовление пластин, нанесение пасты на пластины, сушка пластин, приклеивание пластин на поверхность детали, вибродуговая наплавка и легирование поверхности детали, нагрев и отпуск детали;- complicated hardening technology, namely: composite manufacturing, wafer production, paste application on wafers, drying of wafers, bonding of wafers to the surface of the part, arc welding and alloying of the surface of the part, heating and tempering of the part;

- возможность деформации детали с нарушением ее геометрии после температурного воздействия;- the possibility of deformation of the part with a violation of its geometry after temperature exposure;

- нанесение упрочняющего слоя вибродуговым способом через пластину значительно снижает прочность сцепления нанесенного слоя с поверхностью детали. При вибродуговой наплавке "перенос металла на деталь происходит преимущественно во время короткого замыкания. Так как длительность существования дуги составляет - 20% времени цикла, то провар основного металла неглубокий, с небольшой зоной термического влияния" (Вибродуговая наплавка. http://chiefengineer.ru/?id=27&t=1).- the application of the reinforcing layer by a vibratory arc method through the plate significantly reduces the adhesion strength of the applied layer to the surface of the part. When vibrating arc surfacing "the transfer of metal to a part occurs mainly during a short circuit. Since the arc lasts 20% of the cycle time, the penetration of the base metal is shallow, with a small heat affected zone" (Vibration arc surfacing. Http://chiefengineer.ru /? id = 27 & t = 1).

Задачей изобретения является повышение износостойкости и долговечности лемеха плуга за счет нанесения на поверхность лемеха стойкого к абразивному истиранию бугристого покрытия с повышенной прочностью сцепления покрытия с основным металлом лемеха и способности к самозатачиванию.The objective of the invention is to increase the wear resistance and durability of the ploughshare by applying a tuberous coating resistant to abrasion to the ploughshare surface with increased coating adhesion to the base metal of the ploughshare and the ability to self-sharpen.

Задача решается тем, что способ упрочнения лемеха плуга заключается в легировании поверхности лемеха и нанесении защитного покрытия на поверхность лемеха, причем упрочнение осуществляют за несколько непрерывно повторяющихся циклов, в каждом цикле с помощью электроискрового легирования поверхности лемеха вибрирующим электродом из абразивостойкого материала наносят на поверхность лемеха защитное покрытие толщиной до 0,5 мм импульсами тока легирования с энергией 1,5-10,0 Дж в течение 5-60 сек, затем отключают подачу на электрод тока электроискрового легирования и подают на электрод положительную полярность постоянного сварочного тока величиной 80-450 А в течение 20-120 сек для наплавки защитных бугров материалом электрода высотой 0,8-1,5 мм.The problem is solved in that the method of hardening the ploughshare shares consists in alloying the ploughshare surface and applying a protective coating on the ploughshare surface, moreover, hardening is carried out in several continuously repeating cycles, in each cycle by means of electric-spark alloying the ploughshare surface with a vibrating electrode made of abrasion-resistant material, a protective coating is applied to the ploughshare surface coating with a thickness of up to 0.5 mm by pulses of doping current with an energy of 1.5-10.0 J for 5-60 seconds, then the current flow to the electrode is turned off shear alloying and the positive polarity of a constant welding current of 80-450 A is supplied to the electrode for 20-120 seconds for surfacing the protective knolls with an electrode material of 0.8-1.5 mm high.

В качестве материала электрода используют высокопрочную сталь, и/или твердый сплав, и/или металлокерамику с твердостью не менее 55 HRC, и/или твердый износостойкий наплавочный материал.High-strength steel and / or hard alloy and / or cermets with a hardness of at least 55 HRC and / or hard wear-resistant surfacing material are used as the electrode material.

Упомянутое упрочнение осуществляют с тыльной стороны лемеха.Mentioned hardening is carried out from the back of the share.

В результате получается бугристое износостойкое покрытие с повышенной прочностью сцепления покрытия с основным металлом лемеха, а упрочнение тыльной стороны лемеха создает способность к самозатачиванию лемеха. Это достигается за счет того, что во время процесса электроискрового нанесения покрытий на поверхность лемеха, периодически, сварочным током наносят бугры материалом электрода за один проход обработки.The result is a tuberous wear-resistant coating with increased adhesion strength of the coating to the base metal of the ploughshare, and hardening of the back of the ploughshare creates the ability to self-sharpen the ploughshare. This is achieved due to the fact that during the process of electrospark coating on the ploughshare surface, periodically, cusps are applied by the welding material to the electrode material in one processing pass.

При электроискровом легировании прочность сцепления покрытия с металлом определяется диффузионным слоем. "Диффузионный слой возникает в результате сверхскоростного нагрева и охлаждения материалов, высокого давления, развиваемого каналом разряда в точке его возникновения, и многократного импульсного униполярного действия электрического поля высочайшей напряженности. Таким образом, эта зона представляет собой область термического воздействии искровых разрядов и диффузионного проникновения элементов материала электрода в материал детали" (см. Электроискровые технологии восстановления и упрочнения деталей машин и инструментов (теория и практика). / Ф.X. Бурумкулов [и др.] - Саранск: Тип. «Крас. Окт.», 2003 - с. 40). "… Прочность сцепления покрытий, образованных электроискровой обработкой, находится на уровне наплавочных методов" (там же, с. 104). Таким образом, нанесенное электроискровым легированием на поверхность лемеха износостойкое покрытие имеет высокую степень сцепления с металлом лемеха. При этом нагрева лемеха практически не происходит. "Электроискровая обработка металлов и сплавов различными электродами показала, что объемный разогрев обрабатываемых деталей из сплавов на основе… железа … - не более 70°С." (там же, с. 37). Критерием для выбора режима электроискрового легирования поверхности лемеха является наибольшая степень скольжения частиц пахотной почвы по поверхности покрытия лемеха. Степень скольжения зависит от шероховатости покрытия, которая прямо пропорциональна толщине покрытия и определяется энергией импульса электроискрового легирования. Увеличенная степень проскальзывания абразивных частиц по упрочненной поверхности лемеха приводит к снижению коэффициента трения, что способствует повышению износостойкости лемеха.In the case of electrospark alloying, the adhesion strength of the coating to the metal is determined by the diffusion layer. “The diffusion layer arises as a result of superhigh-speed heating and cooling of materials, high pressure developed by the discharge channel at the point of its origin, and repeated pulsed unipolar action of an electric field of the highest tension. Thus, this zone represents the area of thermal action of spark discharges and diffusive penetration of material elements electrode into the material of the part "(see Electrospark technologies for the restoration and hardening of machine parts and tools (theory and practice). / F.X. Burumkulov [et al.] - Saransk: Type. “Kras. Oct.”, 2003 - p. 40). "... The adhesion strength of coatings formed by electric spark treatment is at the level of surfacing methods" (ibid., P. 104). Thus, the wear-resistant coating applied by electrospark alloying to the ploughshare surface has a high degree of adhesion to the ploughshare metal. In this case, the ploughshare practically does not occur. "The electric spark treatment of metals and alloys with various electrodes showed that volumetric heating of workpieces made of alloys based on ... iron ... - no more than 70 ° C." (ibid., p. 37). The criterion for choosing the regime of electrospark alloying of the ploughshare surface is the highest degree of sliding of arable soil particles over the ploughshare coating surface. The degree of slip depends on the roughness of the coating, which is directly proportional to the thickness of the coating and is determined by the pulse energy of the spark alloying. An increased degree of slipping of abrasive particles on the hardened ploughshare surface leads to a decrease in the friction coefficient, which contributes to an increase in the wear resistance of the ploughshare.

Через заданное время прекращают подачу на электрод импульсного тока легирования и на электрод подают сварочный ток. При отходе электрода от поверхности лемеха, после его контакта с ней, возникает дуговой разряд с образованием короткой дуги. Дуга в первый момент образует на поверхности лемеха сварную ванну со смесью материала электрода и металла лемеха, что определяет высокую сцепляемость наплавляемого бугра с металлом лемеха. В дальнейшем происходит вибродуговая наплавка бугра материалом электрода. Применение при наплавке постоянного сварочного тока с включением по схеме обратной полярности (электрод - анод, металл тела лемеха - катод) способствует большему нагреву электрода, чем лемеха, что увеличивает перенос материала электрода на создание бугра. Высота наплавляемого бугра зависит от величины сварочного тока и времени наплавки бугра. Расстояние между буграми зависит от времени цикла упрочнения электроискровым легированием. Опытным путем подбирается режим легирования и высота бугров, при которой плуг создает наименьшее тяговое сопротивление при вспашке.After a specified time, the supply to the electrode of the pulsed doping current is stopped and the welding current is supplied to the electrode. When the electrode moves away from the ploughshare surface, after its contact with it, an arc discharge arises with the formation of a short arc. The arc at the first moment forms a weld pool on the ploughshare surface with a mixture of the electrode material and the ploughshare metal, which determines the high adhesion of the deposited tuber to the ploughshare metal. Subsequently, the vibration-arc cladding of the hillock occurs with the electrode material. The use of a constant welding current during surfacing with the inclusion of a reverse polarity (electrode - anode, ploughshare body metal - cathode) according to the circuit contributes to greater heating of the electrode than ploughshare, which increases the transfer of electrode material to the creation of a tuber. The height of the deposited tuber depends on the magnitude of the welding current and the time of surfacing of the tuber. The distance between the tubercles depends on the time of the hardening cycle by electrospark alloying. Experimentally, the alloying mode and the height of the hillocks are selected, at which the plow creates the least traction resistance during plowing.

В качестве материала электрода в способе можно использовать высокопрочные стали, и/или твердые сплавы, и/или металлокерамику с твердостью не менее 55 HRC, имеющие в своем составе карбиды металлов, нитриды металлов или керамические материалы, а также твердые износостойкие наплавочные материалы, например, типа Кастолин (Твердые износостойкие наплавочные материалы http://www.sttechno.ru/upload/iblock/be6/be6cf96a7c6a387938bfa602bf863084.pdf).As the electrode material in the method, high-strength steels and / or hard alloys and / or cermets with a hardness of at least 55 HRC can be used, which include metal carbides, metal nitrides or ceramic materials, as well as hard wear-resistant surfacing materials, for example, Castolin type (Solid wear-resistant surfacing materials http://www.sttechno.ru/upload/iblock/be6/be6cf96a7c6a387938bfa602bf863084.pdf).

Наличие твердых бугров на поверхности лемеха защищает поверхность от ударных воздействий крупных частиц почвы (камней и т.п.), а покрытие между буграми противостоит истиранию мелкими фракциями почвы. Причем, упрочнение производится тыльной стороны лемеха. Это приводит к тому, что в процессе эксплуатации слой металла на рабочей стороне лемеха изнашивается быстрее, а на тыльной - медленнее. При этом возникает эффект самозатачивания, и острота лезвия лемеха сохраняется.The presence of solid bumps on the ploughshare surface protects the surface from the impact of large soil particles (stones, etc.), and the coating between the bumps resists abrasion by small fractions of the soil. Moreover, hardening is performed on the back of the share. This leads to the fact that during operation, the metal layer on the working side of the ploughshare wears out faster, and on the back - more slowly. In this case, the effect of self-sharpening occurs, and the sharpness of the share blade is preserved.

На фиг.1 представлено сечение части упрочненной поверхности лемеха. Поверхность 1 покрыта износостойким материалом 2 при помощи электроискрового легирования, в результате чего создается диффузионный слой 3 с металлом 4 тела лемеха. Электрической дугой на поверхность 1 материалом 2 наплавляют бугор 5 с лункой 6 вплавления материала 2 в металл 4 тела лемеха. Буквой h обозначена толщина покрытия, нанесенного электроискровым легированием, Н - высота бугра. На фиг.2 представлена электрическая схема устройства для осуществления способа.Figure 1 presents the cross section of part of the hardened surface of the share. The surface 1 is coated with wear-resistant material 2 by means of electrospark alloying, as a result of which a diffusion layer 3 with metal 4 of the ploughshare body is created. An electric arc to the surface 1 of the material 2 is fused tuber 5 with a hole 6 of the fusion of material 2 into the metal 4 of the body share. The letter h denotes the thickness of the coating deposited by electrospark alloying, and N is the height of the hill. Figure 2 presents the electrical circuit of the device for implementing the method.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Способ реализовывался на одном из вариантов устройств, структурная электрическая схема которого приведена на Фиг. 2. Было проведено упрочнение лемеха плугов типа ПЛН. Лемех представляет собой трапецеидальную пластину из стали Л53 ГОСТ 5687-51 твердостью 28-30 HRC и длиной 35 см. Упрочнению подвергались переднее и заднее лезвия лемеха, в виде непрерывных линий шириной 20 мм с тыльной стороны лемеха. Задачей являлось увеличение износостойкости тыльной стороны лемеха от истирания.The method was implemented on one of the device variants, the structural electric circuit of which is shown in FIG. 2. Hardening of the plowshare of plows of the PLN type was carried out. The ploughshare is a trapezoidal plate made of steel L53 GOST 5687-51 with a hardness of 28-30 HRC and a length of 35 cm. The front and rear blades of the ploughshare were hardened in the form of continuous lines 20 mm wide from the back of the ploughshare. The objective was to increase the wear resistance of the back of the share from abrasion.

На Фиг. 2 лемех показан схематично и обозначен позицией 7. В качестве источника 8 тока электроискрового легирования была применена установка для электроискрового легирования БИГ-4 ТУ3312-001-02069964-2012 с обработкой на режиме №30, который характеризуется следующими показателями:In FIG. 2 plowshare is shown schematically and indicated by position 7. As a source 8 of electric spark alloying current, the installation for electric spark alloying BIG-4 TU3312-001-02069964-2012 was used with processing in mode No. 30, which is characterized by the following indicators:

№ условного электрического режимаNo. of conditional electric mode 30thirty амплитудный токamplitude current 200 А200 A длительность импульсаpulse duration 700 мкс700 μs энергия импульсовpulse energy 2,52 Дж2.52 J частота вибрации электродаelectrode vibration frequency 100 Гц100 Hz амплитуда вибрации электродаelectrode vibration amplitude 1,0 мм1.0 mm

В качестве материала электрода 9 был выбран твердый износостойкий наплавочный материал Castolin ЕС 4010, твердостью 62-65 HRC. Материал Castolin ЕС 4010 предназначен для защиты деталей, подверженных истиранию минеральными частицами, в том числе деталей, работающих в условиях сильного давления и средних ударов. Наплавленный металл имеет аустенитно-карбидную структуру с высоким содержанием сложных карбидов Cr7C3, Ме7С3 с твердостью от 1200 до 1600HV. Добавление в сплав Ti способствует измельчению зерен и дополнительно способствует увеличению сопротивляемости разрушению рабочей поверхности детали при абразивном воздействии. В качестве электрода был выбран электрод стержневого типа круглого сечения диаметром 4,0 мм.Castolin EC 4010, hardness 62-65 HRC, was selected as the material of electrode 9. Castolin EC 4010 is designed to protect parts subject to abrasion by mineral particles, including parts operating under high pressure and medium impact conditions. The deposited metal has an austenitic-carbide structure with a high content of complex carbides Cr7C3, Me7C3 with a hardness of 1200 to 1600HV. The addition of Ti to the alloy contributes to the grinding of grains and additionally increases the resistance to destruction of the working surface of the part under abrasive action. A rod-type electrode of circular cross section with a diameter of 4.0 mm was chosen as the electrode.

В качестве источника 10 питания сварочного тока применялся сварочный выпрямитель Omega 630 HD (производство Италии).As the welding power supply 10, an Omega 630 HD welding rectifier (manufactured in Italy) was used.

Технические характеристики сварочного выпрямителя:Technical characteristics of the welding rectifier:

напряжение питанияsupply voltage 3×380 В3 × 380 V сварочный токwelding current 60-550 А60-550 A напряжение холостого ходаopen circuit voltage 69 В69 V мощностьpower 24 кВт24 kW

Бугры наносились сварочным током 200 А.The tubercles were applied with a welding current of 200 A.

В качестве переключающих элементов 11 и 12 были использованы IGBT-модули. Устройство содержит также блок 13 управления, задатчик 14 времени электроискровой обработки и задатчик 15 времени нанесения бугра.As the switching elements 11 and 12, IGBT modules were used. The device also comprises a control unit 13, a spark-time processing unit 14 and a mound-setting unit 15.

Предварительно, на задатчике 14 устанавливается время легирования - 10 сек, а на задатчике 15 время нанесения бугра - 20 сек. При включении устройства, электрод 9, установленный в электрододержатель вибратора источника 8, начинает вибрировать, переключающий элемент 11 сигналом блока управления 13 открывается, на электрод 9 подается импульсное напряжение источника 8 и производится процесс электроискрового легирования поверхности лемеха 7. Через 10 сек переключающий элемент 11 закрывается и открывается элемент 12. На электрод 9 поступает сварочное напряжение источника 10 и короткими дугами производится наплавка бугра в течение 20 сек. Затем элемент 12 закрывается, а элемент 11 открывается и цикл процесса упрочнения повторяется.Preliminarily, on the setter 14, the doping time is set to 10 seconds, and on the setter 15 the application time of the tuber is 20 seconds. When the device is turned on, the electrode 9 installed in the electrode holder of the vibrator of the source 8 starts to vibrate, the switching element 11 opens by the signal of the control unit 13, the pulse voltage of the source 8 is applied to the electrode 9 and the process of spark spark doping of the surface of the share 7. After 10 seconds, the switching element 11 closes and element 12 opens. The welding voltage of the source 10 is supplied to the electrode 9 and the mound is surfaced in short arcs for 20 seconds. Then, the element 12 is closed, and the element 11 is opened and the cycle of the hardening process is repeated.

Результаты упрочнения:Hardening Results:

толщина покрытияcoating thickness 0,4 мм0.4 mm высота микронеровностей покрытияmicroroughness height of the coating 90 мкм90 microns твердость покрытияcoating hardness 62 HRC62 HRC высота бугровmound height 0,9-1,00.9-1.0 среднее расстояние между буграмиaverage distance between mounds 4 мм4 mm

Упрочненные лемеха подвергались испытаниям на абразивное истирание на абразиометре Taber Elcometer 5750. Испытания показали, что стойкость к абразивному истиранию упрочненного лемеха возросла в 6 раз по сравнению с неупрочненным, что гарантирует увеличение стойкости к абразивному истиранию в реальных условиях вспашки в 2,5-3 раза.The hardened plowshares were tested for abrasion on a Taber Elcometer 5750 abrasiometer. Tests showed that the abrasion resistance of the hardened ploughshare increased by 6 times compared to unhardened plowshares, which guarantees an increase in abrasion resistance by 2.5-3 times in real conditions of plowing .

Предлагаемым способом можно упрочнять и другие почвообрабатывающие орудия, а также способ найдет применение в других отраслях промышленности, например, для создания упрочненной бугристой поверхности валков прокатных станов с целью исключения проскальзывания прокатываемого профиля по валкам, покрытие внутренней поверхности смесителей для создания большей турбулентности.The proposed method can be strengthened and other tillage implements, as well as the method will be used in other industries, for example, to create a hardened hilly surface of rolls of rolling mills in order to prevent slipping of the rolled profile along the rolls, coating the inner surface of the mixers to create greater turbulence.

Claims (3)

1. Способ упрочнения лемеха плуга, включающий нанесение защитного покрытия на поверхность лемеха, отличающийся тем, что нанесение защитного покрытия осуществляют путем непрерывно повторяющихся циклов электроискрового легирования поверхности лемеха электродом, выполненным из абразивостойкого материала, и последующей электродуговой наплавки материалом упомянутого электрода защитных бугров, при этом в каждом цикле электроискровое легирование осуществляют вибрирующим электродом импульсами тока легирования с энергией 1,5-10,0 Дж в течение 5-60 сек с получением защитного покрытия толщиной до 0,5 мм, после чего отключают подачу на упомянутый электрод тока электроискрового легирования и подают на него постоянный сварочный ток положительной полярности величиной 80-450 А в течение 20-120 с с обеспечением наплавки защитного бугра высотой 0,8-1,5 мм.1. A method of hardening a plow share, comprising applying a protective coating to the surface of the share, characterized in that the protective coating is carried out by continuously repeating cycles of electric-spark alloying of the share surface with an electrode made of abrasion-resistant material, and subsequent electric arc surfacing with the material of said protective bump electrode, wherein in each cycle, electrospark alloying is carried out with a vibrating electrode by pulses of alloying current with an energy of 1.5-10.0 J per e 5-60 sec to obtain a protective coating with a thickness of up to 0.5 mm, then turn off the supply of electric spark alloying current to the said electrode and apply a constant welding current of positive polarity of 80-450 A for 20-120 s to ensure protective welding mound 0.8-1.5 mm high. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала электрода используют высокопрочную сталь, и/или твердый сплав, и/или металлокерамику с твердостью не менее 55 HRC, и/или твердый износостойкий наплавочный материал.2. The method according to p. 1, characterized in that high-strength steel and / or hard alloy and / or cermets with a hardness of at least 55 HRC and / or hard wear-resistant surfacing material are used as the electrode material. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упрочнение осуществляют с тыльной стороны лемеха.3. The method according to p. 1, characterized in that the hardening is carried out from the back of the share.
RU2015128509A 2015-07-15 2015-07-15 Method of plough share hardening RU2607680C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015128509A RU2607680C1 (en) 2015-07-15 2015-07-15 Method of plough share hardening

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015128509A RU2607680C1 (en) 2015-07-15 2015-07-15 Method of plough share hardening

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2607680C1 true RU2607680C1 (en) 2017-01-10

Family

ID=58452562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015128509A RU2607680C1 (en) 2015-07-15 2015-07-15 Method of plough share hardening

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607680C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697747C2 (en) * 2017-07-18 2019-08-19 Николай Михайлович Ожегов Method of application of wear-resistant coatings on working surface of soil-cutting components of tillers
RU2705305C1 (en) * 2019-04-25 2019-11-06 Леонид Фёдорович Бабицкий Method of hardening tillage tools
RU2715928C1 (en) * 2019-05-29 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" Method for electric spark hardening of article surface made of current-conducting material
RU2718017C1 (en) * 2019-08-27 2020-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) Combined method of hardening of metal surfaces of parts of machines operating in conditions of abrasive wear
RU2751159C1 (en) * 2020-10-14 2021-07-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method for hardening tillage knives by surfacing
RU2754568C1 (en) * 2020-11-03 2021-09-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" Method for strengthening sweep

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BG50731A1 (en) * 1990-11-29 1992-11-16 Agronomicheski Uni Ploughshare
RU2184639C1 (en) * 2001-03-26 2002-07-10 Белгородская государственная сельскохозяйственная академия Method for surfacing wear resistant coatings
RU2274526C2 (en) * 2004-02-25 2006-04-20 Брянская государственная сельскохозяйственная академия Plowshares of mean- and high-carbon steels strengthening method
RU2334384C1 (en) * 2007-02-12 2008-09-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" Method of wear resistance increase of ploughshare
RU2532602C2 (en) * 2013-01-15 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) Surface-hardening of parts operated at abrasive wear

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BG50731A1 (en) * 1990-11-29 1992-11-16 Agronomicheski Uni Ploughshare
RU2184639C1 (en) * 2001-03-26 2002-07-10 Белгородская государственная сельскохозяйственная академия Method for surfacing wear resistant coatings
RU2274526C2 (en) * 2004-02-25 2006-04-20 Брянская государственная сельскохозяйственная академия Plowshares of mean- and high-carbon steels strengthening method
RU2334384C1 (en) * 2007-02-12 2008-09-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" Method of wear resistance increase of ploughshare
RU2532602C2 (en) * 2013-01-15 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) Surface-hardening of parts operated at abrasive wear

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697747C2 (en) * 2017-07-18 2019-08-19 Николай Михайлович Ожегов Method of application of wear-resistant coatings on working surface of soil-cutting components of tillers
RU2705305C1 (en) * 2019-04-25 2019-11-06 Леонид Фёдорович Бабицкий Method of hardening tillage tools
RU2715928C1 (en) * 2019-05-29 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный аграрный университет" Method for electric spark hardening of article surface made of current-conducting material
RU2718017C1 (en) * 2019-08-27 2020-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) Combined method of hardening of metal surfaces of parts of machines operating in conditions of abrasive wear
RU2751159C1 (en) * 2020-10-14 2021-07-08 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Method for hardening tillage knives by surfacing
RU2754568C1 (en) * 2020-11-03 2021-09-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма" Method for strengthening sweep

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2607680C1 (en) Method of plough share hardening
RU2680332C2 (en) Method of reconstructing of bits of deep loosening with simultaneous strengthening of their working surface
RU2739049C1 (en) Method of restoration of resource of working elements for soil cultivation
RU2460810C1 (en) Ploughshare strengthening method
RU2605259C2 (en) Method of reconditioning and hardening of work organs of agricultural machines
RU2414337C2 (en) Method of producing wear resistant working surface of tillage implement parts
RU2334384C1 (en) Method of wear resistance increase of ploughshare
RU2274526C2 (en) Plowshares of mean- and high-carbon steels strengthening method
RU2627837C1 (en) Method for manufacturing weld bimetallic cutting tool
RU2464358C1 (en) Application method of wear-resistant coatings on working surface of parts of tillage machines
RU2695857C1 (en) Method of increasing resistance to abrasive wear of frame and resource of composite ploughshare of plow bodies
RU2625508C1 (en) Method of strength increase of details with coating
RU2270259C2 (en) Method of strengthening of components made out of medium carbon steel and high-carbon steels
RU2443524C2 (en) Method of increasing life of tillage equipment working tools
RU2758645C1 (en) Method for hardening cutting parts of cultivator shares by spot electromechanical treatment
RU2453412C2 (en) Method of hardening working surface of agricultural machinery ploughshare
RU2763817C1 (en) Method for restoring chisel plough bits
RU2763820C1 (en) Method for restoring worn-out blades of working bodies of tillage machines
PARTS 1Odessa State Agrarian University, Odesa, Ukraine 2Odessa National Medical University, Odesa, Ukraine
RU2692152C1 (en) Method for increasing abrasive wear resistance of plowshares cutting-and-bladed part
RU2763866C1 (en) Method for restoring worn-out blades of working bodies of tillage machines
RU2763818C1 (en) Method for restoring the working bodies of chisel plows
RU2796029C1 (en) Method for hardening cutting parts of cultivator shares
RU2795955C1 (en) Method for hardening cutting parts of cultivator shares
RU2684127C1 (en) Method of hardening of cultivator blade

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170716