RU2711391C1 - Method of working tool blade hardening from high-strength cast iron - Google Patents

Method of working tool blade hardening from high-strength cast iron Download PDF

Info

Publication number
RU2711391C1
RU2711391C1 RU2019103922A RU2019103922A RU2711391C1 RU 2711391 C1 RU2711391 C1 RU 2711391C1 RU 2019103922 A RU2019103922 A RU 2019103922A RU 2019103922 A RU2019103922 A RU 2019103922A RU 2711391 C1 RU2711391 C1 RU 2711391C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
cast iron
axis
linear movement
strength cast
Prior art date
Application number
RU2019103922A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Андреевич Моторин
Дмитрий Сергеевич Гапич
Людмила Венедиктовна Костылева
Андрей Евгеньевич Новиков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
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 образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
Priority to RU2019103922A priority Critical patent/RU2711391C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2711391C1 publication Critical patent/RU2711391C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D5/00—Heat treatments of cast-iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/18—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for knives, scythes, scissors, or like hand cutting tools

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soil Working Implements (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to the field of metallurgy. To increase wear resistance and operational characteristics of cutting blades of cultivating tools, a method for hardening a working tool blade from high-strength cast iron includes heating the surface of the back side of the blade with an electric arc of reverse polarity by means of a tungsten electrode connected to a DC source, when it is moved along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade and rotating about the vertical axis, wherein linear movement of electrode along blade in one turn about its axis makes 3 mm, and rotation frequency 25 min-1, and the trajectory of rotation around its axis is elliptical, where the larger parameter corresponds to the blade width – L, and the smaller one makes 0.37L.
EFFECT: method is proposed for working tool blade reinforcement from high-strength cast iron.
1 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к изготовлению рабочих органов почвообрабатывающих орудий.The invention relates to agricultural machinery, in particular to the manufacture of working bodies of tillage implements.

Известен способ упрочнения металлических поверхностей (RU, патент на изобретение №2025509), заключающийся в нагреве поверхности электрической дугой обратной полярности угольным электродом до температуры плавления и последующем охлаждении до температур фазовых превращений, при которых осуществляют пластическую деформацию поверхности охлаждаемым инструментом. Для увеличения твердости до HRA78-80 (HRC 52-58) изделие подвергают обработке холодом.A known method of hardening metal surfaces (RU, patent for the invention No. 2025509), which consists in heating the surface with an electric arc of reverse polarity with a carbon electrode to the melting temperature and subsequent cooling to phase transformation temperatures at which plastic deformation of the surface is carried out with a cooled tool. To increase hardness to HRA78-80 (HRC 52-58), the product is cold treated.

Недостатком данного способа является то, что при упрочнении лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий пластическая деформация, производимая после плавления и остывания до температуры фазовых превращений, нарушает геометрию биметаллического лезвия, что приводит к нарушению условий самозатачивания, которое обеспечивается наличием одностороннего твердого износостойкого слоя в сочетании с мягкой основой рабочего органа. Другим недостатком является то, что обработка холодом требует наличия дополнительных холодильных агрегатов, что приводит к дополнительным затратам и повышению стоимости почвообрабатывающих орудий.The disadvantage of this method is that when hardening the blades of the working bodies of tillage tools, plastic deformation produced after melting and cooling to the temperature of phase transformations violates the geometry of the bimetallic blade, which leads to a violation of the self-sharpening conditions, which is ensured by the presence of a one-sided hard wear-resistant layer in combination with a soft the basis of the working body. Another disadvantage is that cold treatment requires the presence of additional refrigeration units, which leads to additional costs and an increase in the cost of tillage tools.

Известен способ (SU, авторское свидетельство №1171538), в котором упрочнению подвергают поверхность тыльной стороны лезвия лемеха путем нагрева электрической дугой обратной полярности током 180-200 А при помощи неплавящегося угольного электрода диаметром 8-10 мм и последующего охлаждения со скоростью 400-500°С/с, например, проточной водой.The known method (SU, copyright certificate No. 1171538), in which the surface of the rear side of the share blade is hardened by heating with an electric arc of reverse polarity with a current of 180-200 A using a non-consumable carbon electrode with a diameter of 8-10 mm and subsequent cooling at a speed of 400-500 ° C / s, for example, running water.

Недостатком этого способа является низкая степень стабилизации профиля лезвия в процессе изнашивания, обусловленная невозможностью получения на острие лезвия твердого слоя с толщиной, полностью обеспечивающей условия самозатачивания, так как при равномерном горении электрической дуги плавление острия лезвия происходит значительно интенсивнее, чем плавление утолщенной части, что приводит к сквозному проплавлению металла и исчезновению мягкого слоя на острие лезвия.The disadvantage of this method is the low degree of stabilization of the blade profile during the wear process, due to the inability to obtain a solid layer with a thickness that fully ensures self-sharpening, since with uniform burning of the electric arc, the blade tip melts much more intensively than the thickened part melts, which leads to through penetration of the metal and the disappearance of the soft layer at the tip of the blade.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ упрочнения лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий (RU, патент на изобретение №2420601) включающий нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности с использованием угольного электрода и последующее охлаждение, при этом нагрев производят импульсным током, а перемещение электрода производят по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромке лезвия и вращением вокруг вертикальной оси с угловой частотой, определяемой из соотношения: 3 V/R<w<9 V/R, при этом длительность и амплитуду импульсов тока за один оборот электрода увеличивают при удалении от острой кромки лезвия и уменьшают при приближении к нему.Closest to the proposed method in technical essence and the achieved result is a method of hardening the blades of the working bodies of tillage tools (RU, patent for invention No. 2420601) comprising heating the surface of the back side of the blade with an electric arc of reverse polarity using a carbon electrode and subsequent cooling, while heating is performed pulse current, and the movement of the electrode is carried out along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade and rotation around the vertical axis with an angular frequency determined from the relation: 3 V / R <w <9 V / R, while the duration and amplitude of the current pulses per revolution of the electrode are increased at a distance from the sharp edge of the blade and reduced when approaching it.

Недостатком данного способа является относительная невысокая твердость упрочненного слоя, ввиду характеристик применяемого материала.The disadvantage of this method is the relative low hardness of the hardened layer, due to the characteristics of the material used.

Технической задачей данного изобретения является получение заданной стабильной глубины чистого отбеленного слоя в режущей части рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна, повышение твердости, регламентирование ширины переходной зоны.The technical task of this invention is to obtain a given stable depth of a clean bleached layer in the cutting part of the working bodies of tillage tools from ductile iron, increasing hardness, regulating the width of the transition zone.

Технический результат - повышение износостойкости и эксплуатационных характеристик лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий.The technical result is an increase in wear resistance and operational characteristics of the blades of the working bodies of tillage tools.

Указанный технический результат достигается способом упрочнения лезвия рабочего органа почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна, включающим нагрев поверхности тыльной стороны лезвия почвообрабатывающих орудий электрической дугой обратной полярности, перемещение электрода осуществляют по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия почвообрабатывающих орудий и вращением вокруг вертикальной оси, при этом режущие части выполняют из высокопрочного чугуна, нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом, подключенным к источнику постоянного тока, линейное перемещение электрода вдоль лезвия за один оборот вокруг своей оси составляет 3 мм, а частота вращения 25 мин-1, при этом траектория вращения вокруг своей оси является эллиптической, где больший параметр соответствует ширине лезвия - L, а меньший составляет 0,37L.The specified technical result is achieved by the method of hardening the blade of the working body of a tillage implement from high-strength cast iron, including heating the surface of the rear side of the blade of tillage implements with an electric arc of reverse polarity, the electrode is moved along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade of the tillage implements and rotation around a vertical axis while the cutting parts are made of ductile iron, heating over the rear side of the blade is carried out by a tungsten electrode connected to a constant current source, the linear movement of the electrode along the blade for one revolution around its axis is 3 mm, and the rotation frequency is 25 min -1 , while the rotation path around its axis is elliptical, where the larger parameter corresponds to the width of the blade - L, and the smaller is 0.37L.

Отличительные существенные признаки, влияющие на достижение заявленного технического результата:Distinctive essential features affecting the achievement of the claimed technical result:

- почвообрабатывающие орудия выполнены из высокопрочного чугуна, нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом, подключенным к источнику постоянного тока;- tillage implements are made of ductile iron, the surface of the back side of the blade is heated by a tungsten electrode connected to a direct current source;

- диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия;- the diameter of the rotation of the electrode around the vertical axis is set equal to the width of the blade;

- за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составляет 3 мм;- for one revolution of the electrode around the vertical axis, the linear movement is 3 mm;

- траектория вращения вокруг своей оси является эллиптической, где больший параметр соответствует ширине лезвия - L, а меньший составляет 0,37L, что обеспечивает достаточный прогрев и стабильность глубины отбела.- the rotation path around its axis is elliptical, where the larger parameter corresponds to the width of the blade - L, and the smaller one is 0.37L, which ensures sufficient heating and stability of the bleached depth.

Нагрев режущих частей рабочих органов из высокопрочного чугуна осуществляют вольфрамовым электродом, подключенным к источнику постоянного тока, производят по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, что позволяет совершать упрочнение всей поверхности лезвия любой ширины.The cutting parts of the working parts of high-strength cast iron are heated by a tungsten electrode connected to a direct current source, and they are produced along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade and rotation around the vertical axis, which makes it possible to harden the entire surface of the blade of any width.

Линейное перемещение 3 мм за один оборот электрода вокруг своей оси позволяет получить упрочняющий слой необходимой глубины при использовании высокопрочного чугуна.A linear movement of 3 mm in one revolution of the electrode around its axis allows you to get a reinforcing layer of the required depth when using high-strength cast iron.

Частота вращения ω подбиралась в зависимости от толщины лезвия, с учетом его возможности охлаждения поверхности на массу не нагретого слоя.The rotation frequency ω was selected depending on the thickness of the blade, taking into account its possibility of cooling the surface to the mass of the unheated layer.

Примеры конкретных выполнений.Examples of specific implementations.

Пример 1. Упрочнялись лезвия рабочих органов из высокопрочного чугуна ВЧ 50 почвообрабатывающих орудий толщиной 7 мм и шириной 50 мм, лезвие упрочнялось с тыльной стороны электрической дугой постоянного тока обратной полярности с помощью вольфрамового электрода, перемещение электрода производили по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, при этом траектория вращения вокруг своей оси является эллиптической, где больший параметр - 50 мм, а меньший - 18,5 мм.Example 1. The blades of the working bodies of high-strength cast iron of HF 50 of soil-cultivating tools with a thickness of 7 mm and a width of 50 mm were hardened, the blade was hardened from the back by an electric arc of a direct current of reverse polarity using a tungsten electrode, the electrode was moved along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp the edges of the blade and rotation around the vertical axis, while the rotation path around its axis is elliptical, where the larger parameter is 50 mm and the smaller one is 18 5 mm.

При этом за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составляло 3 мм, а частота вращения 25 мин-1.Moreover, for one revolution of the electrode around the vertical axis, the linear displacement was 3 mm, and the rotation frequency was 25 min -1 .

Пример 2. Упрочнялись лезвия рабочих органов из высокопрочного чугуна ВЧ 50 почвообрабатывающих орудий толщиной 8 мм и шириной 60 мм, лезвие упрочнялось с тыльной стороны электрической дугой постоянного тока обратной полярности с помощью вольфрамового электрода, перемещение электрода производили по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, при этом траектория вращения вокруг своей оси является эллиптической, где больший параметр - 60 мм, а меньший - 22,2 мм.Example 2. The blades of the working bodies of high-strength cast iron of HF 50 of soil cultivating tools 8 mm thick and 60 mm wide were hardened, the blade was hardened from the back by an electric arc of direct current of reverse polarity using a tungsten electrode, the electrode was moved along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp edges of the blade and rotation around the vertical axis, while the rotation path around its axis is elliptical, where the larger parameter is 60 mm and the smaller one is 22 , 2 mm.

При этом за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составляло 3 мм, а частота вращения 25 мин-1.Moreover, for one revolution of the electrode around the vertical axis, the linear displacement was 3 mm, and the rotation frequency was 25 min -1 .

Claims (1)

Способ упрочнения лезвия рабочего органа почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна, включающий нагрев поверхности тыльной стороны лезвия почвообрабатывающих орудий электрической дугой обратной полярности и перемещение электрода, которое осуществляют по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия почвообрабатывающего орудия и вращением вокруг вертикальной оси, отличающийся тем, что нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом, подключенным к источнику постоянного тока, при этом линейное перемещение электрода вдоль лезвия за один оборот вокруг своей оси составляет 3 мм, частота вращения 25 мин-1, а траектория вращения вокруг своей оси является эллиптической, больший параметр которой соответствует ширине лезвия L, а меньший - составляет 0,37L.A method of hardening a blade of a working body of a tillage implement from high strength cast iron, comprising heating the surface of the rear side of the blade of a tillage implement with an electric arc of reverse polarity and moving the electrode, which is carried out along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade of the tillage implement and rotating around a vertical axis, different that heating the surface of the back side of the blade is carried out with a tungsten electrode, chennym to a source of direct current, the linear movement of the electrode along the blade during a single rotation around its axis is 3 mm, speed 25 min -1, and the trajectory of rotation around its axis is elliptical, the larger parameter which corresponds to the blade width L, and smaller - is 0.37L.
RU2019103922A 2019-02-12 2019-02-12 Method of working tool blade hardening from high-strength cast iron RU2711391C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103922A RU2711391C1 (en) 2019-02-12 2019-02-12 Method of working tool blade hardening from high-strength cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103922A RU2711391C1 (en) 2019-02-12 2019-02-12 Method of working tool blade hardening from high-strength cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2711391C1 true RU2711391C1 (en) 2020-01-17

Family

ID=69171607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103922A RU2711391C1 (en) 2019-02-12 2019-02-12 Method of working tool blade hardening from high-strength cast iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2711391C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1617013A1 (en) * 1989-02-03 1990-12-30 Саратовский Институт Механизации Сельского Хозяйства Им.М.И.Калинина Method of producing cast-iron articles
RU2649190C1 (en) * 2017-04-12 2018-03-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Method of producing chilled wear-resistant castings
RU2677326C1 (en) * 2018-03-27 2019-01-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Method for producing wear-resistant structures in cutting edge of plough share
RU2678723C1 (en) * 2018-04-24 2019-01-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Electric contact thermal strengthening method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1617013A1 (en) * 1989-02-03 1990-12-30 Саратовский Институт Механизации Сельского Хозяйства Им.М.И.Калинина Method of producing cast-iron articles
RU2649190C1 (en) * 2017-04-12 2018-03-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Method of producing chilled wear-resistant castings
RU2677326C1 (en) * 2018-03-27 2019-01-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Method for producing wear-resistant structures in cutting edge of plough share
RU2678723C1 (en) * 2018-04-24 2019-01-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Electric contact thermal strengthening method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2693668C1 (en) Method for thermal strengthening of tillage tools blades
RU2678723C1 (en) Electric contact thermal strengthening method
RU2739049C1 (en) Method of restoration of resource of working elements for soil cultivation
RU2679673C1 (en) Tillage tools working bodies blades strengthening method
RU2607680C1 (en) Method of plough share hardening
RU2733879C1 (en) Method of hardening cutting part of working members
RU2711391C1 (en) Method of working tool blade hardening from high-strength cast iron
RU2420601C1 (en) Procedure for strenghtening edges of work members of tillers
RU2718522C1 (en) Method of electric contact thermal strengthening of cutting parts of working tools
RU2334384C1 (en) Method of wear resistance increase of ploughshare
RU2717443C1 (en) Method of hardening cutting part of working tools
RU2718521C1 (en) Method of hardening of blades of working elements
RU2722958C1 (en) Method for thermal hardening of cutting parts of working members
Novák et al. Application of overlaying material on surface of ploughshare for increasing its service life and abrasive wear resistance.
RU2464358C1 (en) Application method of wear-resistant coatings on working surface of parts of tillage machines
RU2509165C1 (en) Method of plough share hardening
RU2763817C1 (en) Method for restoring chisel plough bits
RU2763818C1 (en) Method for restoring the working bodies of chisel plows
RU2763820C1 (en) Method for restoring worn-out blades of working bodies of tillage machines
RU2763866C1 (en) Method for restoring worn-out blades of working bodies of tillage machines
RU2763822C1 (en) Method for restoring worn-out cutting surfaces of working bodies of tillage machines
RU2762070C1 (en) Method for restoring worn-out working bodies of tillage machines
RU2752724C1 (en) Method for restoration of working members of tilling machinery
RU2750673C1 (en) Method for restoration of working members of tilling machinery
RU2750674C1 (en) Method for restoration with hardening of deep-ripper bits

Legal Events

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

Effective date: 20210213