Долото глубокорыхлителя повышенной износостойкости Российский патент 2023 года по МПК A01B15/02 A01B35/20 E02F5/32 B23K9/04 

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности, к деталям рабочих органов почвообрабатывающих машин, предназначенных для глубокого рыхления почвы, и может быть использовано при изготовлении долот.

Известно долото глубокорыхлителя, в средней части которого выполнены боковые проточки, образующие разгрузочные окна и дополнительную режущую плоскость, соединенные делителем. Делитель имеет переменный угол вершины, увеличивающийся от начала образованных разгрузочных окон и переходящий в режущую плоскость (Патент РФ 2362286, А01В 15/00, опубл. 27.07.2009, Бюл. №21) [1].

Недостатком данного долота является его низкая износостойкость при работе на связных почвах.

Наиболее близким к предлагаемому долоту по технической сущности и достигаемому результату является долото глубокорыхлителя, выполненное в виде изогнутой пластины, наружная рабочая поверхность которой наплавлена плазменно-порошковым способом сплошным слоем толщиной 0,1…0,8 от толщины пластины и длиной 2…20 от толщины пластины, при этом для наплавки использован твердый сплав с содержанием 1,0…6,5% углерода и 2,5…45% хрома (Патент РФ 2532971, А01В 15/00, А01В 35/20, А01В 39/20, опубл. 20.11.2014, Бюл. №32) [2].

Однако при использовании данной конструкции не обеспечивается высокая ударная вязкость долота из-за повышенного содержания углерода в наплавленном слое и склонности его к растрескиванию. Кроме этого, используемый для наплавки способ из-за негативного влияния температурных полей приводит к снижению износостойкости и ресурса упрочненных долот глубокорыхлителей за счет снижения механических свойств материала долота.

Задачей изобретения является повышение долговечности долот глубокорыхлителей.

Техническим результатом изобретения является повышение ударной вязкости и износостойкости долот глубокорыхлителей в условиях интенсивного абразивного изнашивания.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются за счет того, что долото глубокорыхлителя выполнено в виде пластины, наружная поверхность которой имеет наплавленный слой износостойкого материала толщиной 0,1-0,8 от толщины пластины и длиной 2-20 от толщины пластины, причем наплавку износостойкого материала ведут с использованием пасты, в которой содержится 73-75% порошка марки ПР-НХ18С5Р4, 23-24% оксида титана и раствор клея ПВА-М - остальное, и вибрирующего угольного электрода электрической дугой прямой полярности силы тока - 50 А, напряжения - 50 В, скорости перемещения угольного электрода - 3 мм/с, частоты и амплитуды вибрации угольного электрода - 5-6 Гц и 0,7 мм соответственно.

Долото глубокорыхлителя выполнено в виде криволинейной пластины горячим прессованием. В качестве материала для изготовления долота целесообразно использовать конструкционные рессорно-пружинные стали, например, сталь 65Г.

Наружную рабочую поверхность долота упрочняют за счет наплавки износостойкого материала сплошным слоем толщиной 0,1…0,8 от толщины долота и длиной 2…20 от толщины долота. В качестве износостойкого материала используют пасту, которую готовят путем смешения следующих компонентов: порошок ПР-НХ18С5Р4 на основе никеля - 73…75%, оксид титана TiO₂ - 23…24%, раствор клея ПВА-М - остальное.

Наплавку износостойкого материала ведут с использованием вибрирующего угольного электрода электрической дугой прямой полярности на следующих режимах: сила тока - 50 А, напряжение - 50 В, скорость перемещения угольного электрода - 3 мм/с, частота и амплитуда вибрации угольного электрода - 5…6 Гц и 0,7 мм соответственно.

Благодаря тому, что наплавленный слой, полученный на наружной рабочей поверхности долота глубокорыхлителя с использованием пасты и вибрирующего угольного электрода, имеет в своем составе сверхтвердые элементы, образующиеся из компонентов пасты при горении электрической дуги, долото будет иметь высокие твердость и износостойкость в условиях интенсивного абразивного изнашивания. Вибрация угольного электрода в указанном диапазоне позволяет, с одной стороны, получить более прочный и плотный наплавленный слой, а с другой - не ухудшить горение электрической дуги, т.к. при увеличении вибрации электрода свыше 6 Гц дуга горит нестабильно. Все это приводит к повышению долговечности долот глубокорыхлителей при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью (таблица).

Как видно из таблицы, предлагаемое долото глубокорыхлителя позволяет в среднем на 20% увеличить твердость наплавленного слоя, полученного на наружной рабочей поверхности долота глубокорыхлителя. Ударная вязкость долота в условиях интенсивного абразивного изнашивания увеличивается на 30%, износостойкость долота - на 40%. В результате долговечность долот глубокорыхлителей при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью, увеличивается в среднем в 1,3 раза.

Пример. Долото глубокорыхлителя выполнено горячим прессованием из стали 65Г и состоит из изогнутой пластины толщиной 10 мм и наплавленного слоя износостойкого материала толщиной 1,2 мм и длиной 60 мм в направлении от рабочего торца вдоль пластины долота.

В качестве износостойкого материала используют пасту, которую готовят путем смешения следующих компонентов: порошок ПР-НХ18С5Р4 на основе никеля ТУ 14-22-33-90 - 73…75%, оксид титана TiO₂ - 23…24%, раствор клея ПВА-М - остальное. Пасту наносят шпателем, толщина наносимого слоя составляет - 1,5…1,6 мм. После нанесения паста высушивается до затвердевания при температуре 90…95°С в течение 5…6 мин.

Наплавку износостойкого материала осуществляют электрической дугой прямой полярности с использованием вибрирующего угольного электрода. Между электродом и поверхностью долота с нанесенным слоем пасты зажигают электрическую дугу, в результате чего на упрочняемой поверхности из компонентов пасты образуется наплавленный слой высокой твердости. Использование при наплавке прямой полярности позволяет улучшить стабильность горения электрической дуги, что существенно повышает сплошность и качество наплавленного износостойкого слоя. Наплавку ведут на следующих режимах: сила тока - 50 А, напряжение - 50 В, скорость перемещения угольного электрода - 3 мм/с, частота и амплитуда вибрации угольного электрода - 5…6 Гц и 0,7 мм соответственно. Перемещение угольного электрода позволяет наплавить всю упрочняемую поверхность. Твердость наплавленного слоя составляет 73…74 HRC. Износостойкость таких долот глубокорыхлителей при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью, повышается на 40%, а их долговечность - в 1,3 раза.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к деталям рабочих органов почвообрабатывающих машин, предназначенных для глубокого рыхления почвы, и может быть использовано при изготовлении долот. Долото глубокорыхлителя выполнено в виде пластины, наружная поверхность которой имеет наплавленный слой износостойкого материала толщиной 0,1-0,8 от толщины пластины и длиной 2-20 от толщины пластины. Наплавку износостойкого материала ведут с использованием пасты, в которой содержится 73-75% порошка марки ПР-НХ18С5Р4, 23-24% оксида титана и раствор клея ПВА-М - остальное, и вибрирующего угольного электрода электрической дугой прямой полярности силы тока - 50 А, напряжения - 50 В, скорости перемещения угольного электрода - 3 мм/с, частоты и амплитуды вибрации угольного электрода - 5-6 Гц и 0,7 мм соответственно. Предлагаемое долото глубокорыхлителя обладает повышенной долговечностью, высокой изнашивающей способностью, высокой ударной вязкостью в условиях интенсивного абразивного изнашивания. 1 табл., 1 пр.

Долото глубокорыхлителя, выполненное в виде пластины, наружная поверхность которой имеет наплавленный слой износостойкого материала толщиной 0,1-0,8 от толщины пластины и длиной 2-20 от толщины пластины, отличающееся тем, что наплавку износостойкого материала ведут с использованием пасты, в которой содержится 73-75% порошка марки ПР-НХ18С5Р4, 23-24% оксида титана и раствор клея ПВА-М - остальное, и вибрирующего угольного электрода электрической дугой прямой полярности силы тока - 50 А, напряжения - 50 В, скорости перемещения угольного электрода - 3 мм/с, частоты и амплитуды вибрации угольного электрода - 5-6 Гц и 0,7 мм соответственно.