【摘要】：隨著現(xiàn)代化果園的發(fā)展及果品質量要求的不斷提高,果園機械控草方法得到廣泛的應用,及時刈割對于抑制雜草生長、培肥地力有重要的作用。然而在工作過程中,割草機刀片頻繁遭受草莖、土壤、沙石等沖擊和摩擦磨損,極易出現(xiàn)磨損鈍化、變形、斷裂等失效形式,從而導致碎草效果差、功耗增大。目前,割草機刀片的使用壽命較短、可靠性差、更換費時費力,無法滿足長時間高效率的作業(yè)要求。針對此問題,本課題對現(xiàn)有割草機刀片進行結構改進,設計梯型槽,在梯型槽位置采用等離子堆焊技術制備Fe基金屬堆焊層,形成雙金屬層結構,并對割草機刀片進行微波熱處理,進一步改善堆焊后刀片的綜合性能。以Fe19粉末為主要材料,采用等離子堆焊技術在65Mn割草刀片的梯形槽上制備了Fe-Cr合金堆焊層并進行微波熱處理。以耐磨性為評價指標,通過正交實驗和極差、方差分析,確定等離子堆焊的工藝參數(shù)為:工作電流55A、送粉量22 g·min~(-1)、堆焊速度16 cm·min~(-1)。微波熱處理工藝參數(shù)優(yōu)化后淬火溫度為870℃,保溫時間5min,淬火冷卻方式為油冷。去除割草刀片表面油污進行回火處理,回火溫度350℃,保溫時間30min,冷卻方式為空冷。對以最優(yōu)工藝參數(shù)制備的合金堆焊層進行了SEM圖像分析、微區(qū)EDS能譜分析、XRD衍射分析,利用顯微硬度儀和往復摩擦磨損試驗機對堆焊層的硬度和性能進行測試。結果表明,合金堆焊層與基體呈現(xiàn)良好的冶金結合,堆焊層表面沒有明顯的裂紋和孔洞,堆焊層中存在的主要物相有:α-Fe、Cr_7C_3、[Cr,Fe]_7C_3、Fe-Cr及Mo_2C等。熱處理后Fe19堆焊層的硬度平均值為58HRC,65Mn基體的硬度為42HRC,堆焊層摩擦系數(shù)在0.25左右,磨損失重約為65Mn材料的1/3,表明Fe19堆焊層的主要指標明顯高于常用的65Mn材料。對帶有Fe19堆焊層的刀片和普通65Mn的割草刀片進行田間對比試驗,試驗表明帶有堆焊層的割草機刀片磨損率為普通割草機刀片的1/3,使用壽命提高了近3倍,表現(xiàn)了優(yōu)異的耐磨性能。
【學位授予單位】：河北農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S224.15

【參考文獻】

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本文編號：2700696