RU2750674C1 - Method for restoration with hardening of deep-ripper bits - Google Patents
Method for restoration with hardening of deep-ripper bits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2750674C1 RU2750674C1 RU2020135835A RU2020135835A RU2750674C1 RU 2750674 C1 RU2750674 C1 RU 2750674C1 RU 2020135835 A RU2020135835 A RU 2020135835A RU 2020135835 A RU2020135835 A RU 2020135835A RU 2750674 C1 RU2750674 C1 RU 2750674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hardening
- wear
- electrode wire
- surfacing
- restoration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 20
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 229910000639 Spring steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005552 hardfacing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу восстановления изношенных деталей с применением сварки и может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно долот глубокорыхлителей.The invention relates to a method for restoring worn parts using welding and can be used in restoring the working bodies of tillage machines, mainly subsoiler bits.
Одной из основных проблем, возникающих в настоящее время при обработке почвы является увеличение ресурса пахотных орудий. Для этой цели широко используются различные варианты отечественных и зарубежных глубокорыхлителей с повышенными показателями износостойкости и с заменяемой режуще-лезвийной частью (долотом).One of the main problems currently arising in soil cultivation is the increase in the resource of arable implements. For this purpose, various versions of domestic and foreign subsoilers with increased wear resistance and with a replaceable cutting blade part (chisel) are widely used.
Известен способ электроконтактного термоупрочнения режущей части рабочих органов, включающий использование плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности пульсирующей дугой, при этом упрочняют режущую часть рабочих органов, выполненных из высокопрочного чугуна ВЧ50, а в качестве электрода используют вольфрамовый электрод, который осуществляет осевые продольные колебания с частотой 3-6 Гц и который перемещают по упрочняемой поверхности со скоростью 0,3-1,0 см/с, при этом время каждого контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью составляет 0,15 с (Патент на изобретение РФ №2718522, опубл. 08.04.2020).There is a method of electrocontact thermal hardening of the cutting part of the working bodies, including the use of arc discharge plasma of reverse polarity between the electrode and the hardened surface with the electrode moving along the hardened surface with a pulsed arc, while the cutting part of the working bodies made of high-strength cast iron VCh50 is used, and tungsten is used as the electrode an electrode that carries out axial longitudinal vibrations with a frequency of 3-6 Hz and which is moved along the hardened surface at a speed of 0.3-1.0 cm / s, while the time of each contact of the tungsten electrode with the hardened surface is 0.15 s (Patent for RF invention No. 2718522, publ. 08.04.2020).
Недостатком является получение упрочненного слоя недостаточной толщины, что незначительно увеличивает износостойкость и ресурс режущей части рабочих органов.The disadvantage is obtaining a hardened layer of insufficient thickness, which slightly increases the wear resistance and resource of the cutting part of the working bodies.
Известен способ восстановления плужных лемехов, при котором приваривают накладной носок и лезвие лемеха. При этом накладной носок подвергается предварительной горячей формовке, а наплавка проводится по изогнутой поверхности на ширине 60-80 мм толщиной 2,0-2,5 мм (Патент на изобретение РФ №2125507, опубл. 27.01.1999).There is a known method of restoring plow shares, in which a patch toe and a share blade are welded. At the same time, the applied toe is subjected to preliminary hot forming, and the surfacing is carried out on a curved surface with a width of 60-80 mm and a thickness of 2.0-2.5 mm (Patent for invention of the Russian Federation No. 2125507, publ. 27.01.1999).
Недостатком этого способа является возможность появления коробления поверхности накладного носка при горячей формовке, что отрицательно скажется на долговечности рабочего органа.The disadvantage of this method is the possibility of warping of the surface of the applied sock during hot forming, which will adversely affect the durability of the working body.
Известен способ термоупрочнения лемеха плуга, включающий изготовление песчаноглинистой формы, установку в форму холодильников, заливку чугуна в форму и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, при этом устанавливают стальные холодильники объемом 2,3⋅10-8 м3 на квадратный миллиметр отбеливаемой поверхности отливки, при этом чугун с содержанием углерода 3,3-3,6%, кремния 1,27-1,59%, марганца 0,4-0,7%, магния 0,4-0,6% и серы ≤0,02% заливают в сырую песчано-глинистую форму при температуре 1360-1430°С с обеспечением отбеливания режущей кромки лемеха плуга на глубину 4-5 мм (Патент на изобретение РФ №2684129, опубл. 04.04.2019).There is a known method of thermal hardening of a plow share, including the manufacture of a sandy-clay form, installation in the mold of refrigerators, pouring cast iron into the mold and subsequent cooling of the crystallizing metal, while installing steel refrigerators with a volume of 2.3⋅10 -8 m 3 per square millimeter of the surface of the casting to be bleached, while cast iron with a carbon content of 3.3-3.6%, silicon 1.27-1.59%, manganese 0.4-0.7%, magnesium 0.4-0.6% and sulfur ≤0.02% is poured into a wet sandy-clay mold at a temperature of 1360-1430 ° C with the provision of bleaching the cutting edge of the plow share to a depth of 4-5 mm (Patent for invention of the Russian Federation No. 2684129, publ. 04.04.2019).
К недостаткам способа упрочнения можно отнести практически невозможное восстановление работоспособности рабочих органов из чугуна, в том числе путем приваривания пластин из листовой стали.The disadvantages of the hardening method include the almost impossible restoration of the working bodies from cast iron, including by welding plates from sheet steel.
Известен способ получения износостойких структур в режущей кромке лемеха плуга, включающий изготовление песчано-глинистой формы, установку в форму холодильников, заливку чугуна в форму и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, при этом устанавливают стальные холодильники объемом 1,5⋅10-8 м3 на квадратный миллиметр отбеливаемой поверхности отливки, чугун с содержанием углерода 3,3-3,6%, кремния 1,27-1,59%, марганца 0,4-0,7%, магния 0,4-0,6% и серы ≤0,02% заливают в сырую песчано-глинистую форму при температуре 1360-1430°С, осуществляют отбел режущей кромки лемеха плуга на глубину 2-3 мм (Патент на изобретение РФ №2677326, опубл. 04.04.2019).There is a known method of obtaining wear-resistant structures in the cutting edge of a plow share, including the production of a sandy-clay form, installation in the form of refrigerators, pouring cast iron into a mold and subsequent cooling of the crystallizing metal, while installing steel refrigerators with a volume of 1.5⋅10 -8 m 3 per square millimeter of the surface to be bleached, cast iron with a carbon content of 3.3-3.6%, silicon 1.27-1.59%, manganese 0.4-0.7%, magnesium 0.4-0.6% and sulfur ≤ 0.02% is poured into a wet sandy-clay mold at a temperature of 1360-1430 ° C, the cutting edge of the plow share is chilled to a depth of 2-3 mm (RF Invention Patent No. 2677326, publ. 04.04.2019).
К недостаткам данного способа можно отнести отсутствие возможности восстановления чугунных рабочих органов путем сварки.The disadvantages of this method include the inability to restore cast iron working bodies by welding.
Известен способ электроконтактного термоупрочнения лезвия почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна ВЧ50 толщиной не менее 7 мм, включающий нагрев поверхности тыльной стороны лезвия почвообрабатывающего орудия электрической дугой обратной полярности путем перемещения электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия почвообрабатывающих орудий и вращением вокруг вертикальной оси, при этом нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом постоянным током, при этом диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, причем за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составляет 5 мм, а частоту вращения устанавливают 25 мин-1 (Патент на изобретение РФ №2678723, опубл. 31.01.2019).There is a known method of electrocontact thermal hardening of a blade of a tillage tool made of high-strength cast iron VCh50 with a thickness of at least 7 mm, including heating the surface of the back side of the blade of a tillage tool with an electric arc of reverse polarity by moving the electrode along a curved trajectory formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade of the tillage tool and , while heating the surface of the rear side of the blade is carried out with a tungsten electrode with a direct current, while the diameter of the electrode rotation around the vertical axis is set equal to the width of the blade, and in one revolution of the electrode around the vertical axis the linear movement is 5 mm, and the rotation frequency is set to 25 min -1 ( Patent for invention of the Russian Federation No. 2678723, publ. 31.01.2019).
К недостаткам данного способа можно отнести упрочнение за счет получения отбеленного слоя, что может привести к хрупкому скалыванию лезвий.The disadvantages of this method include hardening by obtaining a bleached layer, which can lead to brittle chipping of the blades.
Известен 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, при этом 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 (Патент на изобретение РФ №2711391, опубл. 17.01.2020).There is a method of hardening the blade of the working body of a tillage tool made of high-strength cast iron, including heating the surface of the rear side of the blade of tillage tools with an electric arc of reverse polarity and moving the electrode, which is carried out along a curved trajectory formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade of the tillage tool and rotating around the vertical axis In this case, the surface of the rear side of the blade is heated with a tungsten electrode connected to a direct current source, while the linear movement of the electrode along the blade in one revolution around its axis is 3 mm, the rotation frequency is 25 min -1 , and the trajectory of rotation around its axis is elliptical, greater the parameter of which corresponds to the blade width L, and the smaller one is 0.37L (Patent for invention of the Russian Federation No. 2711391, publ. 01/17/2020).
К недостаткам данного способа относится сложность технологического процесса упрочнения.The disadvantages of this method include the complexity of the hardening process.
Известен способ обработки поверхности рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна, включающий лазерное воздействие на поверхность инструмента, формирование пятна лазерного луча с заданной мощностью пучка на образце, при этом осуществляют обработку поверхности режущих частей и лезвий рабочих органов из высокопрочного чугуна ВЧ 50 многоканальным СО2 - лазером с непрерывным режимом работы, при этом формируют пятно лазерного луча мощностью Р=2,0 кВт на образце, затем проводят обработку с диаметром пятна излучения в зоне обработки, равным d=9 мм, со скоростью перемещения лазера υ=470 мм/с и коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча 0,3 (Патент на изобретение РФ №2711389, опубл. 17.01.2020).A known method of processing the surface of the working bodies of soil-cultivating tools made of high-strength cast iron, including laser action on the surface of the tool, the formation of a laser beam spot with a given beam power on the sample, while processing the surface of the cutting parts and blades of the working bodies made of high-strength cast iron VCh 50 multichannel СО 2 - laser with a continuous mode of operation, while a laser beam spot with a power of P = 2.0 kW is formed on the sample, then processing is carried out with a radiation spot diameter in the treatment zone equal to d = 9 mm, with a laser movement speed υ = 470 mm / s and the coefficient of overlapping the spot of the laser beam is 0.3 (Patent for invention of the Russian Federation No. 2711389, publ. 01/17/2020).
К недостаткам данного способа можно отнести высокую себестоимость проведения упрочнения и получение хрупкой поверхности.The disadvantages of this method include the high cost of hardening and obtaining a brittle surface.
Известен способ упрочнения лезвий рабочих органов, включающий использование плазмы дугового разряда обратной полярности между электродами упрочняемой поверхностью лезвия с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности пульсирующей дугой, при этом упрочняют лезвия рабочих органов, выполненных из высокопрочного чугуна ВЧ 50, а в качестве электрода используют вольфрамовый электрод, который осуществляет осевые продольные колебания с частотой 4-8 Гц и который перемещают по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4-1,5 см/с, при этом время каждого контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью составляет 0,08 с (Патент на изобретение РФ №2718521, опубл. 08.04.2020).There is a method of hardening the blades of working bodies, including the use of an arc discharge plasma of reverse polarity between the electrodes by the hardened blade surface with the electrode moving along the hardened surface with a pulsating arc, while the blades of the working bodies made of high-strength cast iron VCh 50 are hardened, and a tungsten electrode is used as an electrode, which carries out axial longitudinal vibrations with a frequency of 4-8 Hz and which is moved along the hardened surface at a speed of 0.4-1.5 cm / s, while the time of each contact of the tungsten electrode with the hardened surface is 0.08 s (Patent for invention of the Russian Federation No. 2718521, publ. 08.04.2020).
Недостатком является получение лезвий рабочих органов с недостаточной толщиной упрочнения, что незначительно увеличивает износостойкость и ресурс режущей части.The disadvantage is the production of blades of the working bodies with insufficient hardening thickness, which slightly increases the wear resistance and resource of the cutting part.
Известен способ получения отливки рабочего органа почвообрабатывающей машины, включающий изготовление песчано-глинистой формы, установку в форму холодильников, заливку чугуна в форму и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, при этом устанавливают стальные холодильники объемом 3⋅10-8 на квадратный миллиметр отбеливаемой поверхности в клинообразной режущей части отливки, толщина сечения которой возрастает от 2-3 до 25-35 мм, и используют чугун с содержанием углерода 3,3-3,6%, кремния 1,21-1,53%, марганца 0,4-0,7%, магния 0,4-0,6% и серы ≤0,02%, который заливают в сырую песчано-глинистую форму при температуре 1360…1430°С (Патент на изобретение РФ №2649190, опубл. 30.03.2018).There is a known method of obtaining a casting of a working body of a tillage machine, including the manufacture of a sandy-clay form, installation in the form of refrigerators, pouring cast iron into a mold and subsequent cooling of the crystallizing metal, while installing steel refrigerators with a volume of 3⋅10 -8 per square millimeter of the surface to be bleached in a wedge-shaped cutting parts of the casting, the sectional thickness of which increases from 2-3 to 25-35 mm, and cast iron is used with a carbon content of 3.3-3.6%, silicon 1.21-1.53%, manganese 0.4-0.7 %, magnesium 0.4-0.6% and sulfur ≤0.02%, which is poured into a raw sandy-clay mold at a temperature of 1360 ... 1430 ° С (Patent for invention of the Russian Federation No. 2649190, publ. 03/30/2018).
К недостаткам данного способа можно отнести высокую трудоемкость изготовления износостойких рабочих органов.The disadvantages of this method include the high labor intensity of manufacturing wear-resistant working bodies.
Известен способ упрочнения лезвий рабочих органов почвообрабатывающих орудий из высокопрочного чугуна, включающий нагрев поверхности тыльной стороны лезвия электрической дугой обратной полярности с использованием электрода путем его перемещения по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением параллельно острой кромки лезвия и вращением вокруг вертикальной оси, при этом нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом постоянным током, при этом диаметр вращения электрода вокруг вертикальной оси задают равным ширине лезвия, причем за один оборот электрода вокруг вертикальной оси линейное перемещение составляет 3 мм, а частоту вращения ω определяют по зависимости ω=k⋅30 мин-1, где k=1,5 при толщине лезвия 2,0≤δ≤3,0 мм, k=1,0 при толщине лезвия 3,1≤δ≤5,0 мм, k=0,8 при толщине лезвия 5,1≤δ≤7,0 мм.There is a method of hardening the blades of the working bodies of soil-cultivating tools made of high-strength cast iron, including heating the surface of the rear side of the blade with an electric arc of reverse polarity using an electrode by moving it along a curved path formed by linear movement parallel to the sharp edge of the blade and rotating around a vertical axis, while heating the surface of the rear the sides of the blade are carried out with a tungsten electrode with direct current, while the diameter of rotation of the electrode around the vertical axis is set equal to the width of the blade, and for one revolution of the electrode around the vertical axis the linear movement is 3 mm, and the rotation frequency ω is determined from the dependence ω = k⋅30 min -1 , where k = 1.5 with a blade thickness of 2.0≤δ≤3.0 mm, k = 1.0 with a blade thickness of 3.1≤δ≤5.0 mm, k = 0.8 with a blade thickness of 5, 1≤δ≤7.0 mm.
(Патент на изобретение РФ №2679673, опубл. 12.02.2019).(Patent for invention of the Russian Federation No. 2679673, publ. 12.02.2019).
К недостаткам данного способа можно отнести упрочнение ограниченного размерного ряда рабочих органов по толщине лезвия.The disadvantages of this method include the strengthening of a limited size range of working bodies along the thickness of the blade.
Известен способ лазерного термоупрочнения, включающий лазерное воздействие на поверхность инструмента, при этом формируют пятно лазерного луча с определенной мощностью пучка, при этом обрабатывают поверхность режущих частей и лезвий рабочих органов инструмента из высокопрочного чугуна ВЧ50 многоканальным СО2 - лазером с непрерывным режимом работы, формируют пятно лазерного луча с мощностью пучка Р=1,8 кВт, при этом диаметр пятна лазерного луча в зоне обработки формируют равным с1=9 мм, обрабатывают со скоростью перемещения υ=450 мм/с и коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча 0,3 (Патент на изобретение РФ №2700903, опубл. 23.09.2019).Known is a method of laser thermostrengthening comprising laser irradiation of the tool surface, thus forming a spot of the laser beam with a certain beam power, the treated surface of the cutting portions and the blade working bodies tool ductile iron VCH50 multichannel CO2 - laser with continuous operation, forming spot laser beam with a beam power P = 1.8 kW, while the diameter of the laser beam spot in the processing zone is formed equal to c1 = 9 mm, processed with a travel speed υ = 450 mm / s and a laser beam spot overlap factor of 0.3 (Patent for RF invention No. 2700903, publ. 09/23/2019).
К недостаткам данного способа термоупрочнения относится ограниченное применение материала рабочих органов, трудоемкость технологического процесса.The disadvantages of this method of thermal hardening include the limited use of the material of the working bodies, the complexity of the technological process.
Известен способ термообработки режущего инструмента из высокопрочного чугуна для разработки грунтов, включающий лазерное воздействие на поверхность инструмента, при этом формируют пятно лазерного луча с определенной мощностью пучка, при этом обрабатывают поверхность режущих частей и лезвий рабочих органов режущего инструмента из высокопрочного чугуна ВЧ50 многоканальным СО2 - лазером с непрерывным режимом работы, формируют пятно лазерного луча с мощностью пучка Р=2,1 кВт, при этом диаметр пятна лазерного луча в зоне обработки формируют равным d=9 мм, обрабатывают со скоростью перемещения υ=480 мм/с и коэффициентом перекрытия пятна лазерного луча 0,3 (Патент на изобретение РФ №2700900, опубл. 23.09.2019).There is a known method of heat treatment of a cutting tool made of high-strength cast iron for the development of soils, including laser action on the surface of the tool, while forming a spot of a laser beam with a certain beam power, while treating the surface of the cutting parts and blades of the working bodies of the cutting tool made of high-strength cast iron VCh50 with multichannel СО 2 - laser with a continuous mode of operation, a laser beam spot with a beam power of P = 2.1 kW is formed, while the diameter of the laser beam spot in the treatment zone is formed equal to d = 9 mm, processed with a travel speed υ = 480 mm / s and a spot overlap coefficient laser beam 0.3 (Patent for invention of the Russian Federation No. 2700900, publ. 09/23/2019).
К недостаткам данного способа можно отнести то, что термообработку проводят только для чугуна ВЧ50, применяется технологический процесс с высокой трудоемкостью.The disadvantages of this method include the fact that heat treatment is carried out only for VCh50 cast iron, a technological process with high labor intensity is used.
Известен способ термоупрочнения лезвия почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна ВЧ70, включающий нагрев поверхности тыльной стороны лезвия почвообрабатывающего орудия электрической дугой обратной полярности с использованием электрода, перемещение указанного электрода по криволинейной траектории, образованной линейным перемещением электрода параллельно острой кромке лезвия почвообрабатывающего орудия и вращением электрода вокруг вертикальной оси, при этом упомянутый нагрев поверхности тыльной стороны лезвия осуществляют вольфрамовым электродом, подключенным к источнику постоянного тока, а вращение электрода вокруг вертикальной оси осуществляют по криволинейной траектории с диаметром, равным ширине лезвия, при этом за один оборот электрода вокруг своей оси его линейное перемещение составляет 3 мм при толщине лезвия, равной не менее 6 мм, и частоте вращения электрода ω вокруг своей оси, определяемой зависимостью ω=23⋅k мин-1, при этом k=1,5 при ширине лезвия 2,0≤δ≤4,0 см, или k=1,0 при ширине лезвия 4,1≤δ≤6,0 см, или k=0,8 при ширине лезвия 6,1≤δ≤8,0 см (Патент на изобретение РФ №2693668, опубл. 03.07.2019).There is a method of thermal hardening of a blade of a tillage tool made of high-strength cast iron VCh70, which includes heating the surface of the rear side of the blade of a tillage tool with an electric arc of reverse polarity using an electrode, moving said electrode along a curved trajectory formed by a linear movement of the electrode parallel to the sharp edge of the blade of a tillage tool and a vertical electrode , while the mentioned heating of the surface of the rear side of the blade is carried out with a tungsten electrode connected to a direct current source, and the rotation of the electrode around the vertical axis is carried out along a curved trajectory with a diameter equal to the width of the blade, while for one revolution of the electrode around its axis its linear movement is 3 mm with a blade thickness of at least 6 mm and an electrode rotation frequency ω around its axis, determined by the dependence ω = 23⋅k min -1 , while k = 1.5 with a blade width of 2.0≤δ≤4.0 cm, silt and k = 1.0 with a blade width of 4.1≤δ≤6.0 cm, or k = 0.8 with a blade width of 6.1≤δ≤8.0 cm (Patent for invention of the Russian Federation No. 2693668, publ. 07/03/2019).
К недостаткам данного способа можно отнести упрочнение ограниченного размерного ряда рабочих органов по ширине лезвия.The disadvantages of this method include the strengthening of a limited size range of working bodies along the width of the blade.
Известен способ упрочнения режущей части рабочих органов, включающий использование плазмы дугового разряда обратной полярности между электродом и упрочняемой поверхностью с перемещением электрода вдоль упрочняемой поверхности пульсирующей дугой, при этом упрочняют режущую часть рабочих органов, выполненных из высокопрочного чугуна ВЧ 50, в качестве электрода используют вольфрамовый электрод, который осуществляет осевые продольные колебания с частотой 4-8 Гц и перемещается по упрочняемой поверхности со скоростью 0,4-1,5 см/с, при этом время каждого контакта вольфрамового электрода с упрочняемой поверхностью составляет 0,06-0,07 с (Патент на изобретение РФ №2717443, опубл. 23.03.2020).There is a method of hardening the cutting part of the working bodies, including the use of an arc discharge plasma of reverse polarity between the electrode and the hardened surface with the electrode moving along the hardened surface with a pulsating arc, while the cutting part of the working bodies made of high-strength cast iron VCh 50 is hardened, a tungsten electrode is used as an electrode , which carries out axial longitudinal vibrations with a frequency of 4-8 Hz and moves along the hardened surface at a speed of 0.4-1.5 cm / s, while the time of each contact of the tungsten electrode with the hardened surface is 0.06-0.07 s ( Patent for invention of the Russian Federation No. 2717443, publ. 03/23/2020).
Недостатком является упрочнение режущей части рабочих органов с недостаточной толщиной упрочнения, что незначительно увеличивает износостойкость и ресурс режущей части.The disadvantage is the hardening of the cutting part of the working bodies with insufficient hardening thickness, which slightly increases the wear resistance and resource of the cutting part.
Известен способ восстановления долот лемехов плугов, который включает удаление изношенной режуще-лезвийной части долота, изготовление компенсирующего элемента из листовой рессорно-пружинной стали и его приваривание к восстанавливаемому долоту, в качестве износостойкого материала используют пасту на основе никеля, наносимую на тыльную сторону компенсирующего элемента, а после затвердевания пасты проводят наплавку электрической дугой прямой полярности с использованием вибрирующего угольного электрода (Патент на изобретение РФ №2575531, опубл. 20.02.16).There is a known method of restoring plowshare plowshares chisels, which includes removing a worn-out cutting-blade part of a chisel, making a compensating element from leaf spring-spring steel and welding it to a recoverable chisel, a nickel-based paste applied to the back of the compensating element is used as a wear-resistant material, and after solidification of the paste, surfacing is carried out with an electric arc of straight polarity using a vibrating carbon electrode (RF Patent No. 2575531, publ. 20.02.16).
Недостатком данного способа является недостаточная прочность наплавленного слоя из-за возникновения пор, появление которых неизбежно при вибродуговой наплавке.The disadvantage of this method is the insufficient strength of the deposited layer due to the occurrence of pores, the appearance of which is inevitable during vibration arc surfacing.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является способ восстановления с упрочнением долот глубокорыхлителей, включающий удаление изношенной режуще-лезвийной части долота, изготовление накладной пластины из листовой рессорно-пружинной стали и ее приваривание к восстанавливаемому долоту, упрочнение поверхности накладной пластины путем наплавки износостойкого материала, при этом упрочнение на всей площади поверхности накладной пластины проводят плазменной наплавкой на обратной полярности при силе тока 180-230 А и подаче порошка 50 г/мин, а в качестве износостойкого материала используют порошок с содержанием 55-60% карбида вольфрама с размером частиц 20 мкм (Патент на изобретение РФ №2680332, опубл. 19.02.2019).The closest technical solution chosen as a prototype is a method of restoration with hardening of subsoiler bits, including the removal of the worn-out cutting-blade part of the bit, production of a patch plate from leaf spring-spring steel and its welding to a recoverable bit, hardening the surface of the patch plate by surfacing a wear-resistant material , while hardening on the entire surface area of the patch plate is carried out by plasma surfacing on reverse polarity at a current strength of 180-230 A and a powder supply of 50 g / min, and a powder with a content of 55-60% tungsten carbide with a particle size of 20 is used as a wear-resistant material. μm (Patent for invention of the Russian Federation No. 2680332, publ. 19.02.2019).
Задачей изобретения является повышение долговечности восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей.The objective of the invention is to increase the durability of the reconditioned and hardened subsoiler bits.
Техническим результатом изобретения является повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей в условиях интенсивного абразивного изнашивания.The technical result of the invention is to increase the hardness and wear resistance of the reconditioned and hardened subsoiler bits under conditions of intense abrasive wear.
Технический результат достигается способом восстановления с упрочнением долот глубокорыхлителей, включающим удаление изношенной режуще-лезвийной части долота, изготовление накладной пластины из стали полосового проката и ее приваривание к восстанавливаемому долоту, упрочнение поверхности накладной пластины путем наплавки износостойкого материала по всей площади поверхности накладной пластины, при этом используют шарикоподшипниковую сталь ШХ12 полосового проката шириной 10 мм, толщиной 4 мм, нарезают прокат по размеру режущей части, приваривают параллельно режущей части, упрочнение проводят электродуговой наплавкой постоянным током обратной полярности под слоем флюса при силе тока 160-220 А, диаметре электродной проволоки 1,2-1,6 мм, напряжении 30-32 В, скорости наплавки 20-25 м/ч и скорости подачи электродной проволоки 100-125 м/ч, а в качестве износостойкого материала используют электродную проволоку состава, %: С - 2,0; Mn - 0,9; Si - 2,0; Al - 0,8; Cr - 9,2; Ni - 8,0; Мо - 0,5; V - 0,5; Fe - остальное, при этом толщина наплавленного слоя составляет 1,2-1,6 мм, его твердость 59-61 HRC.The technical result is achieved by the method of restoration with hardening of deep-ripper bits, including the removal of the worn-out cutting-blade part of the bit, production of a patch plate from strip steel and its welding to the recovered bit, hardening of the surface of the patch plate by surfacing a wear-resistant material over the entire surface area of the patch plate, while use ball-bearing steel ШХ12 of strip products 10 mm wide, 4 mm thick, cut the rolled products according to the size of the cutting part, welded parallel to the cutting part, hardening is carried out by electric arc surfacing with direct current of reverse polarity under a layer of flux at a current strength of 160-220 A, the diameter of the electrode wire is 1, 2-1.6 mm, voltage 30-32 V, surfacing speed 20-25 m / h and electrode wire feed rate 100-125 m / h, and electrode wire of composition is used as wear-resistant material,%: С - 2.0 ; Mn 0.9; Si - 2.0; Al - 0.8; Cr 9.2; Ni - 8.0; Mo - 0.5; V - 0.5; Fe - the rest, while the thickness of the deposited layer is 1.2-1.6 mm, its hardness is 59-61 HRC.
Примеры конкретных выполнений.Examples of specific implementations.
Пример 1. Вначале удаляется изношенная режуще-лезвийная часть долота. Для этого используются угловые шлифовальные машины.Example 1. First, the worn-out cutting-edge part of the bit is removed. For this, angle grinders are used.
Далее из шарикоподшипниковой стали ШХ12 полосового проката шириной 10 мм, толщиной 4 мм нарезают прокат по размеру (длине) режущей части, приваривают параллельно режущей части, получают накладную пластину (новая режуще-лезвийная часть).Further, from the ball-bearing steel ШХ12 of strip products 10 mm wide, 4 mm thick, the rolled products are cut according to the size (length) of the cutting part, welded parallel to the cutting part, and a cover plate (new cutting-blade part) is obtained.
Приваривают изготовленную накладную пластину к восстанавливаемому долоту глубокорыхлителя способом сварки КТС (контактно-точечная сварка).The manufactured patch plate is welded to the recoverable bit of the subsoiler by the KTS welding method (contact-spot welding).
Поверхность накладной пластины упрочняют за счет наплавки износостойкого материала на всей площади пластины. Наплавку износостойкого материала осуществляют электродуговой наплавкой постоянным током обратной полярности под слоем флюса при силе тока 160 А, диаметре электродной проволоки 1,2 мм, напряжении 30 В, скорости наплавки 20 м/ч и скорости подачи электродной проволоки 100 м/ч, а в качестве износостойкого материала используют электродную проволоку состава, %: С - 2,0; Mn - 0,9; Si - 2,0; Al - 0,8; Cr - 9,2; Ni - 8,0; Мо - 0,5; V - 0,5; Fe - остальное, при этом толщина наплавленного слоя составляет 1,2 мм, его твердость 59 HRC. Благодаря наплавленному слою, полученному на восстанавливаемых и упрочняемых долотах глубокорыхлителей, долота имеют высокие твердость и износостойкость в условиях интенсивного абразивного изнашивания.The surface of the cover plate is hardened by hardfacing of wear-resistant material over the entire area of the plate. Surfacing of a wear-resistant material is carried out by electric arc surfacing with a direct current of reverse polarity under a layer of flux at a current of 160 A, an electrode wire diameter of 1.2 mm, a voltage of 30 V, a surfacing speed of 20 m / h and an electrode wire feed rate of 100 m / h, and as wear-resistant material use electrode wire composition,%: C - 2.0; Mn 0.9; Si - 2.0; Al - 0.8; Cr 9.2; Ni - 8.0; Mo - 0.5; V - 0.5; Fe - the rest, while the thickness of the deposited layer is 1.2 mm, its hardness is 59 HRC. Due to the deposited layer obtained on the recoverable and hardened bits of subsoilers, the bits have high hardness and wear resistance under conditions of intense abrasive wear.
В результате износостойкость восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей при обработке почв увеличивается в среднем в 2,4 раза.As a result, the wear resistance of the repaired and hardened subsoiler bits during soil cultivation increases by an average of 2.4 times.
Пример 2. Вначале удаляется изношенная режуще-лезвийная часть долота. Для этого используются угловые шлифовальные машины.Example 2. First, the worn-out cutting-edge part of the bit is removed. For this, angle grinders are used.
Далее из шарикоподшипниковой стали ШХ12 полосового проката шириной 10 мм, толщиной 4 мм нарезают прокат по размеру (длине) режущей части, приваривают параллельно режущей части, получают накладную пластину (новая режуще-лезвийная часть).Further, from the ball-bearing steel ШХ12 of strip products 10 mm wide, 4 mm thick, the rolled products are cut according to the size (length) of the cutting part, welded parallel to the cutting part, and a cover plate (new cutting-blade part) is obtained.
Приваривают изготовленную накладную пластину к восстанавливаемому долоту глубокорыхлителя способом сварки КТС (контактно-точечная сварка).The manufactured patch plate is welded to the recoverable bit of the subsoiler by the KTS welding method (contact-spot welding).
Поверхность накладной пластины упрочняют за счет наплавки износостойкого материала на всей площади пластины. Наплавку износостойкого материала осуществляют электродуговой наплавкой постоянным током обратной полярности под слоем флюса при силе тока 220 А, диаметре электродной проволоки 1,6 мм, напряжении 32 В, скорости наплавки 25 м/ч и скорости подачи электродной проволоки 125 м/ч, а в качестве износостойкого материала используют электродную проволоку состава, %: С - 2,0; Mn - 0,9; Si - 2,0; Al - 0,8; Cr - 9,2; Ni - 8,0; Mo - 0,5; V - 0,5; Fe - остальное, при этом толщина наплавленного слоя составляет 1,6 мм, его твердость 61 HRC. Благодаря наплавленному слою, полученному на восстанавливаемых и упрочняемых долотах глубокорыхлителей, долота имеют высокие твердость и износостойкость в условиях интенсивного абразивного изнашивания.The surface of the cover plate is hardened by hardfacing of wear-resistant material over the entire area of the plate. Surfacing of wear-resistant material is carried out by electric arc surfacing with direct current of reverse polarity under a layer of flux at a current strength of 220 A, an electrode wire diameter of 1.6 mm, a voltage of 32 V, a surfacing speed of 25 m / h and an electrode wire feed rate of 125 m / h, and as wear-resistant material use electrode wire composition,%: C - 2.0; Mn 0.9; Si - 2.0; Al - 0.8; Cr 9.2; Ni - 8.0; Mo - 0.5; V - 0.5; Fe is the rest, while the thickness of the deposited layer is 1.6 mm, its hardness is 61 HRC. Due to the deposited layer obtained on the recoverable and hardened bits of subsoilers, the bits have high hardness and wear resistance under conditions of intense abrasive wear.
В результате износостойкость восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей при обработке почв увеличивается в среднем в 3,3 раза.As a result, the wear resistance of the repaired and hardened subsoiler bits during soil cultivation increases by an average of 3.3 times.
Таким образом, заявленный способ восстановления с упрочнением долот глубокорыхлителей обеспечивает повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей в условиях интенсивного абразивного изнашивания.Thus, the claimed method of restoration with hardening of subsoiler bits provides an increase in the hardness and wear resistance of the reconditioned and hardened subsoiler bits under conditions of intense abrasive wear.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135835A RU2750674C1 (en) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | Method for restoration with hardening of deep-ripper bits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020135835A RU2750674C1 (en) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | Method for restoration with hardening of deep-ripper bits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2750674C1 true RU2750674C1 (en) | 2021-06-30 |
Family
ID=76820158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020135835A RU2750674C1 (en) | 2020-10-30 | 2020-10-30 | Method for restoration with hardening of deep-ripper bits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2750674C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3556229A (en) * | 1968-08-12 | 1971-01-19 | Hawkins Mfg Inc | Replaceable blade combination for duckfoot chisel |
| US6139656A (en) * | 1995-07-10 | 2000-10-31 | Ford Global Technologies, Inc. | Electrochemical hardness modification of non-allotropic metal surfaces |
| RU2680332C2 (en) * | 2017-05-15 | 2019-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" | Method of reconstructing of bits of deep loosening with simultaneous strengthening of their working surface |
| RU2711389C1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method of increasing wear resistance of working elements from high-strength cast iron with co2-laser |
-
2020
- 2020-10-30 RU RU2020135835A patent/RU2750674C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3556229A (en) * | 1968-08-12 | 1971-01-19 | Hawkins Mfg Inc | Replaceable blade combination for duckfoot chisel |
| US6139656A (en) * | 1995-07-10 | 2000-10-31 | Ford Global Technologies, Inc. | Electrochemical hardness modification of non-allotropic metal surfaces |
| RU2680332C2 (en) * | 2017-05-15 | 2019-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" | Method of reconstructing of bits of deep loosening with simultaneous strengthening of their working surface |
| RU2711389C1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Method of increasing wear resistance of working elements from high-strength cast iron with co2-laser |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2739049C1 (en) | Method of restoration of resource of working elements for soil cultivation | |
| RU2680332C2 (en) | Method of reconstructing of bits of deep loosening with simultaneous strengthening of their working surface | |
| RU2678723C1 (en) | Electric contact thermal strengthening method | |
| RU2334384C1 (en) | Method of wear resistance increase of ploughshare | |
| RU2750674C1 (en) | Method for restoration with hardening of deep-ripper bits | |
| RU2752724C1 (en) | Method for restoration of working members of tilling machinery | |
| RU2750673C1 (en) | Method for restoration of working members of tilling machinery | |
| RU2754330C1 (en) | Method for restoring working bodies of subsoilers | |
| RU2758861C1 (en) | Method for restoring worn bit of tillage machine | |
| RU2754332C1 (en) | Method for restoring operational life of working members of tilling machinery | |
| RU2739075C1 (en) | Method for recovery of bits of deep tillers with hardening | |
| RU2739052C1 (en) | Method of recovery of working tools of deep tillers | |
| RU2737691C1 (en) | Method of restoration of tools working elements for soil cutting | |
| RU2739045C1 (en) | Method of increasing working capacity of working elements for soil cultivation | |
| RU2756085C1 (en) | Method for restoration of working bodies by gas-flame surfacing | |
| RU2756084C1 (en) | Method for restoration of working bodies of tillage implements with hardening | |
| RU2762070C1 (en) | Method for restoring worn-out working bodies of tillage machines | |
| RU2754670C1 (en) | Method for restoring the working organs of tillage tools | |
| RU2756087C1 (en) | Method for complex restoration of working bodies of tillage implements | |
| RU2763817C1 (en) | Method for restoring chisel plough bits | |
| RU2763822C1 (en) | Method for restoring worn-out cutting surfaces of working bodies of tillage machines | |
| RU2763820C1 (en) | Method for restoring worn-out blades of working bodies of tillage machines | |
| RU2763818C1 (en) | Method for restoring the working bodies of chisel plows | |
| RU2763866C1 (en) | Method for restoring worn-out blades of working bodies of tillage machines | |
| RU2733879C1 (en) | Method of hardening cutting part of working members |