Абразивная имитационная масса для испытания рабочих органов и способ ее получения

Изобретение относится к области создания абразивных смесей для испытания рабочих органов сельскохозяйственных орудий на износ и направлено на повышение прочностных и износостойких свойств имитируемой почвы. Этот результат обеспечивается за счет того, что смесь согласно изобретению содержит абразивный наполнитель и железный порошок в % соотношении 75-85:15-25. Абразивный наполнитель изготавливают из смеси железного порошка с неферромагнитными твердосплавными металлами или их карбидами или боридами, сплавленными в графитовом тигле. Твердосплавный материал доводят до твердости 1100-1200 кг/мм², придают ему магнитные свойства, измельчают до размеров 0,2-0,32 мм и смешивают с железным порошком. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к материалам, предназначенным для имитации почвенной массы в устройствах для испытания рабочих органов сельскохозяйственных машин.

Известна композиция, состоящая из абразивного наполнителя и связки (А.с. СССР 504826, кл. G09R 3/14).

Недостаток этой композиции состоит в том, что процесс абразивного изнашивания используемых в ней связующих не участвует в формировании процесса изнашивания и поэтому не имеет сходства с реальными процессами износа, что вносит значительное искажение в результаты исследований.

Наиболее близким по своей технической сущности является имитационный состав абразивной массы, используемый для испытания рабочих органов сельскохозяйственных машин (А.с. СССР 792090, кл. G01М 15/00).

Недостатком данного состава является то, что им можно только изучать функциональные качества рабочих органов, оптимизировать конструктивные параметры, оценивать энергетические показатели, т.е. испытания, не требующие длительного взаимодействия детали с почвой (абразивной массой), такие составы обладают низкой механической прочностью и непригодны для исследования изнашивающей способности почв.

Известен способ получения абразивной имитационной массы, предусматривающий введение в ее состав ферромагнитных частиц (Севернев М.М. Износ деталей сельскохозяйственных машин. Л.: «Колос», 1972, с.30-96.) Недостатком данного способа является то, что в связи с нарушением сцепления имитационных частиц массу время от времени приходится уплотнять.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ получения имитационной почвенной массы, включающий смешивание ферромагнитного порошка с наполнителем (А.с. СССР 792090, кл. G01М 15/00).

Недостатком данного состава является то, что им можно только изучать функциональные качества рабочих органов, оптимизировать конструктивные параметры, оценивать энергетические показатели, т.е. испытания, не требующие длительного взаимодействия детали с почвой.

Задачей настоящего изобретения является повышение прочностных и износостойких свойств почвы.

Настоящая задача решается тем, что абразивная имитационная масса для испытания рабочих органов, включающая смесь наполнителя с ферромагнитными частицами, в качестве наполнителя содержит сплав ферромагнитного материала с неферромагнитными твердосплавными металлами или их карбидами или боридами, а в качестве ферромагнитных частиц - железный порошок, при следующем соотношении, мас.%:

Абразивный наполнитель	75-85
Железный порошок	15-25

В качестве наполнителя использовали измельченный сплав железного порошка с боридом хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железный порошок	50-55
Борид хрома	45-50

В способе получения абразивной имитационной массы, включающей смешивание ферромагнитного порошка с наполнителем, наполнитель, состоящий из смеси ферромагнитного материала с неферромагнитными твердосплавными металлами или их карбидами или боридами, сплавляют в графитовом тигле для получения сплава с твердостью 1100-1200 кг/мм², придают ему магнитные свойства, дробят до размеров 0,2-0,32 мм и смешивают с железным порошком.

Способ осуществляется следующим образом. Изготавливают сплав наполнителя из смеси ферромагнитных материалов, например железного порошка с хромом, бором, вольфрамом или карбидами или боридами этих материалов в соотношении 50-55 на 45-50. Приготовленный сплав измельчают и просеивают на ситах. Полученный измельченный материал смешивают с железным порошком в соотношении: наполнитель 75-85%, а железный порошок 15-25%.

Пример. Железный порошок сплавляли с боридом хрома в графитовом тигле (15 кг). Вследствие взаимодействия с тиглем сплав дополнительно насыщался углеродом. Для этого использовали высокочастотный генератор ВЧГЗ-160/0,066 как индукционную плавильную печь. После каждой плавки отбирали пробы для определения твердости полученного сплава, выбрали тот, который соответствовал твердости кварцевого песка (1050-1150 кг/мм²), при этом химический состав сплава состоял: 45% борид хрома, 55% железный порошок, его твердость составляла - 1100-1200 кг/мм².

Для придания составу наполнителя магнитных свойств расплав жидкого сплава выливали в подогретые изложницы до 500-600°С тонким слоем 1,5 мм и медленно охлаждали так, чтобы образовалась α-фаза. Затем пластины твердого сплава дробили и просеивали на ситах 0,2; 0,315.

Порошок сплава наполнителя смешивали с железным порошком в соотношении: наполнитель 75-85%, железный порошок 15-25%. Уменьшение наполнителя менее 75% приводило к уменьшению изнашивающей способности имитатора почвы, а увеличение - повышало, что в совокупности не соответствовало типу почвы, содержащей в своем составе 75-78% изнашивающих составляющих (кварцевый песок, глина).

Для определения изнашивающей способности полученного состава его высыпали в чашу, в которой были установлены образцы (50×80×8), один из отожженной стали 65 кг (180-200 кг/мм²), а второй наплавленный индукционной наплавкой сплавом ПС-14-80 (700-780 кг/мм²). Затем в течение 4 часов образцы перемещали в абразивной массе (имитаторе почвы), изменяя ее плотность при помощи электромагнитов.

Относительная износостойкость по потери веса испытываемого наплавленного образца составила ε=2,15.

Второй состав, содержащий 85% кварцевого песка (1150 кг/мм²) и известняк (180 кг/мм²) - 15%, вводили в чашу с образцами и в течение этого же времени подвергали изнашиванию, что соответствует типу почвы с указанным количеством изнашивающего компонента.

Относительная износостойкость по потере веса в кварцевом песке 2,52 + известняк составила ε=2,30.

Полученные результаты находятся в пределах погрешности испытаний, имитатор почвы содержит в своем составе большее количество зерен с острыми гранями, этим можно объяснить большую его изнашивающую способность.

1. Абразивная имитационная масса для испытания рабочих органов, включающая смесь наполнителя с ферромагнитными частицами, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют сплав ферромагнитного материала порошка с неферромагнитными твердосплавными металлами или их карбидами или боридами, а в качестве ферромагнитных частиц - железный порошок при следующем соотношении, мас.%:

Абразивный наполнитель	75-85
Железный порошок	15-25

2. Абразивная имитационная масса по п.1, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют измельченный сплав железного порошка с боридом хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Железный порошок	50-55
Борид хрома	45-50

3. Способ получения абразивной имитационной массы, включающий смешивание ферромагнитного порошка с наполнителем, отличающийся тем, что наполнитель, состоящий из смеси ферромагнитного материала с неферромагнитными твердосплавными металлами или их карбидами или боридами, сплавляют в графитовом тигле для получения сплава с твердостью 1100-1200 кг/мм², придают ему магнитные свойства, дробят до размеров 0,2-0,32 мм и смешивают с железным порошком.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что для придания магнитных свойств расплав наполнителя выливают в изложницы, подогретые до температуры 500-600°С слоем до 1,5 мм, а затем охлаждают.