农机用65Mn钢预热处理后激光强化组织及性能

针对农机刀具易于磨损,且强化处理工艺较复杂、成本较高的现状,在正火和淬火-中温回火预热处理65Mn钢上,分别进行激光淬火和激光熔凝加工,研究了激光加工后的组织结构及显微硬度的变化规律,并探讨了其影响因素。研究结果表明:激光强化组织由表层熔凝区(激光熔凝)、完全淬火区、不完全淬火区、热影响区组成;正火预热处理后激光强化组织的显微硬度要高于淬火-中温回火预热处理后激光强化组织的显微硬度,激光熔凝处理后硬化区的显微硬度稍低于激光淬火硬化区的显微硬度。该研究为激光强化农机刀具的组织改善和性能提高提供了依据。     

氮弧熔覆TiCN/Fe金属陶瓷涂层对农业刀具耐磨性的影响

针对农业刀具易磨损、失效频繁的现状,采用TXⅡ500型TIG焊机,以工业纯氮作为反应气体和保护气体,利用反应氮弧熔覆技术在表面预涂工业钛粉和石墨粉的Q235试件上成功制备了TiCN/Fe金属陶瓷复合涂层。利用扫描电镜、XRD射线衍射仪、显微硬度计着重分析了熔覆速度对涂层形貌、涂层物相、涂层显微硬度的影响,并与农业刀具进行了耐磨对比试验。结果表明:熔覆速度较小时涂层表面成形良好,但涂层中TiCN含量低、涂层硬度小;随着熔覆速度的增加,涂层表面成形变差,但涂层硬度增大。涂层近表层显微硬度最高可达HV0.51089,约是Q235硬度的3倍多,与农业刀具常用材料65Mn相比,磨损量仅为65Mn的1/2,涂层有较好的耐磨性。     

开沟器铲尖表面等离子熔覆Mo2FeB2涂层制备及其磨损性能

为了解决开沟器铲尖耕作过程中耐磨性差、易失效的问题,利用等离子熔覆技术在开沟器铲尖表面制备Mo₂FeB₂金属陶瓷涂层,并对其微观组织结构、物相组成、显微硬度以及耐磨性能进行研究。通过正交试验得到熔覆层制备的最优工艺参数组合为：熔覆电流80 A,熔覆距离10 mm,熔覆速度20 cm/min,并以此来制备耐磨熔覆层。结果表明,熔覆层与基体呈现良好冶金结合,其组织主要由方形、蝶状、十字镖形、树形以及不规则长条状的硬质相、网状共晶组织和铁基粘结相组成,其主要物相组成为Mo₂FeB₂、M₃B₂(M: Mo, Fe, Cr)、(Cr, Fe)₇C₃、MoB、CrB、Fe₂B以及Fe-Cr固溶体。熔覆层的平均显微硬度为9618 MPa,为开沟器铲尖基体的2.79倍。相同工况下的磨损试验表明熔覆层的平均磨损量（19.20 mg）和平均摩擦系数（0.294）与基体相比分别降低了52.9%和42.4%;不同载荷下的磨损试验表明,随着载荷的增加,熔覆层与基体的摩擦系数呈现逐渐减小的趋势,但熔覆层的整体摩擦系数均低于基体,且其磨损形貌较基体轻微。土槽试验结果表明,熔覆层开沟器铲尖的平均磨损量（4.60 g）比常规开沟器铲尖（15.54 g）降低了70.4%;田间试验结果表明,在实际土壤环境中,开沟器铲尖熔覆层的平均磨损量（34.34 g）仅为常规开沟器铲尖（79.06 g）的43.4%,通过对比磨损形貌发现,熔覆层的存在可以有效抵御土壤磨损,使开沟器铲尖在经过长时间的磨损后能最大程度的保持原貌,从而使其表现出优异的耐磨性能。该研究结果可为提高农机触土部件的耐磨性提供理论参考和可行技术方案。     

Influence of TiCN/Fe metal ceramic coating by reaction nitrogen arc cladding on wear resistance of agricultural tools

针对农业刀具易磨损、失效频繁的现状,采用TXⅡ500型TIG焊机,以工业纯氮作为反应气体和保护气体,利用反应氮弧熔覆技术在表面预涂工业钛粉和石墨粉的Q235试件上成功制备了TiCN/Fe金属陶瓷复合涂层。利用扫描电镜、XRD射线衍射仪、显微硬度计着重分析了熔覆速度对涂层形貌、涂层物相、涂层显微硬度的影响,并与农业刀具进行了耐磨对比试验。结果表明：熔覆速度较小时涂层表面成形良好,但涂层中TiCN含量低、涂层硬度小;随着熔覆速度的增加,涂层表面成形变差,但涂层硬度增大。涂层近表层显微硬度最高可达HV0.5 1089,约是Q235硬度的3倍多,与农业刀具常用材料65 Mn相比,磨损量仅为65 Mn的1/2,涂层有较好的耐磨性。     

喷焊余温淬火改善深松铲尖铁基涂层耐磨性

针对深松铲尖耐磨性能差、失效频繁等问题,采用火焰喷焊技术在45钢基体上制备了铁基合金涂层,并利用喷焊后试件余温对其进行了淬火处理。利用扫描电镜、能谱仪、X射线仪分析了涂层显微组织、元素构成及物相组成,利用显微硬度计、磨损试验机测试了涂层显微硬度及磨损性能。结果表明,涂层与基体呈良好冶金结合,淬火涂层主要由碳化物Cr_(23)C_6、Cr_7C_3,硼化物Fe_2B,复合相(Cr,Fe)_7C_3以及固溶体γ-Fe(Cr,Ni,C,Si)等组成。与未淬火涂层相比,组织得到细化,涂层显微硬度平均为800 HV左右,较未淬火涂层提高了约100 HV。淬火涂层试件(45钢基体)和未淬火涂层试件(45钢基体)平均磨损质量分别为0.30和0.35 g;田间试验的涂层淬火深松铲尖(65Mn基体)磨损质量为32 g,无涂层65Mn铲尖为70 g,涂层深松铲尖具有较好的耐磨性,该研究可为延长深松铲尖使用寿命提供参考。     

免耕播种机开沟圆盘水射流淬火工艺数值模拟及验证

针对免耕播种机开沟圆盘整体淬火后硬度不足且易翘曲变形的问题,该文提出一种水冲击射流淬火方法,利用DEFORM软件对开沟圆盘淬火过程中的硬度和翘曲变形量进行数值模拟,分析了射流阵列参数(喷嘴间距、喷嘴直径和射流速度)对淬火结果的影响,并对工艺参数的优选数值进行了试验验证,二者显示了较好的一致性。结果表明:喷嘴间距是关键工艺参数,当喷嘴间距取4~5 mm时,开沟圆盘可以整体淬透,硬度达到45~49 HRC。开沟圆盘的变形量与喷嘴间距呈抛物线关系,当喷嘴间距取5~6 mm时,变形量达到最大值1.80×10-2~3.30×10-2 mm,淬透后变形量较小。随射流速度的增大,开沟圆盘硬度及变形量均增加,当射流速度为1~6 m/s时,增幅较大,当射流速度6 m/s时,增幅趋缓。在喷嘴直径为4~12 mm范围内,开沟圆盘硬度及变形量均随喷嘴直径加大而增加。优化后的工艺参数为:喷嘴间距为4~5 mm,喷嘴直径为6~8 mm,射流速度为3~6 m/s;此时,开沟圆盘硬度可达45~49 HRC,变形量为1.28×10-2~2.49×10-2 mm。     

扫描间距对45钢激光熔凝强化组织性能的影响

为了研究扫描间距对45钢激光熔凝强化组织性能的影响,采用HLD1001-5 型固体激光器对45钢表面进行了多条带等间距激光熔凝处理,分别利用扫描电镜、洛氏硬度计、磨损试验机观察和测量了不同扫描间距下硬化层的显微组织及性能。结果表明：激光熔凝处理的硬化层由熔化区、相变硬化区和热影响区组成,组织为马氏体;多条带等间距激光熔凝处理在垂直于熔凝条带方向上的硬度分布由左高硬度区、左过渡区、低硬度区、右过渡区和右高硬度区组成,高硬度区的硬度为58.1～59.6 HRC,低硬度区的硬度约16 HRC;在试验范围内,经激光扫描间距为4.5 mm 熔凝处理的试样具有最好的耐磨性。     

田间作业条件下摘锭耐磨性能及棉花采净率的试验研究

为了探究田间作业条件下摘锭的耐磨性能与棉花采净率,该研究将未钝化摘锭和钝化摘锭安装到采棉机不同采摘头上,在作业面积达到0、150、300、450、600 hm2时,获取2种摘锭样本并进行切割制样,分析钩齿磨损形貌,提取钩齿磨损面积及镀层厚度,同时测定2种摘锭的采净率。结果表明：未钝化摘锭的钩齿前齿尖易折断,钝化摘锭的钩齿镀层剥落晚于未钝化摘锭。在相同作业面积下,钝化摘锭的钩齿磨损面积更小,在测试位置的镀层厚度更高;当作业面积达到600 hm2时,未钝化摘锭的钩齿平均磨损面积达到2.9×105 μm2,约为钝化摘锭的2.6倍;未钝化摘锭1号、2号钩齿及钝化摘锭1号钩齿测试位置镀层剥落,钝化摘锭具有更加优异的耐磨性能。对照2种全新摘锭的采净率,钝化摘锭的采净比未钝化摘锭低0.2个百分点;当作业面积达到约200 hm2时,2种摘锭的采净率相差不大;当作业面积超过200 hm2时,钝化摘锭的采净率大于未钝化摘锭;当作业面积为450 hm2时,未钝化摘锭和钝化摘锭采净率均达到最大值,分别约为96.4 %和96.7 %;当作业面积为600 hm2时,钝化摘锭的采净比未钝化摘锭高0.5个百分点,钝化摘锭具有更加优异的采摘性能。该研究成果对于采棉机摘锭钩齿的结构优化与修形具有重要意义。