Способ восстановления долот глубокорыхлителей с одновременным упрочнением их рабочей поверхности
Владельцы патента RU 2680332:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно долот глубокорыхлителей. Удаляют изношенную режуще-лезвийную часть долота, изготавливают накладную пластину из листовой рессорно-пружинной стали и приваривают ее к восстанавливаемому долоту. Накладную пластину упрочняют наплавкой износостойкого материала по всей площади. В качестве износостойкого материала используется порошок с содержанием 55-60% карбида вольфрама с размером частиц 20 мкм. Для упрочнения долота глубокорыхлителя применяется плазменная наплавка. Сила тока составляет 180-230 А, подача порошка 50 г/мин. Техническим результатом изобретения является повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей в условиях интенсивного абразивного изнашивания.
Изобретение относится к способу восстановления изношенных деталей с применением сварки и может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно долот глубокорыхлителей.
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 заменяемой режуще-лезвийной частью (долотом). 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 РФ RU2125507 G1, 27.01.99).
Недостатком этого способа является возможность появления коробления поверхности накладного носка при горячей формовке, что отрицательно скажется на долговечности рабочего органа.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа является 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 РФ RU 2575531 G1, 20.02.16) (прототип).
Недостатком данного способа является недостаточная прочность наплавленного слоя из-за возникновения пор, появление которых неизбежно при вибродуговой наплавке.
Задачей изобретения является повышение долговечности восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей.
Техническим результатом изобретения является повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей в условиях интенсивного абразивного изнашивания.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются следующим образом.
Вначале удаляется изношенная режуще-лезвийная часть долота. Для этого используются угловые шлифовальные машины, например модели МШУ-150/1200, и круг отрезной марки KRAFTOOL 36250-150-2.5 150×2,5×22,23А46Т 8F по ГОСТ Р 52588-2006 или аппараты для воздушно-плазменной резки.
Далее из листовой рессорно-пружинной стали твердостью 37…41 HRC изготавливается накладная пластина (новая режуще-лезвийная часть). Также могут использоваться автомобильные рессоры, потерявшие упругость, но имеющие твердость не ниже 36 HRC. Форма и размеры изготавливаемой накладной пластины в каждом конкретном случае определяются в зависимости от величины износа режуще-лезвийной части долота.
Затем осуществляется приваривание изготовленной накладной пластины к восстанавливаемому долоту глубокорыхлителя сплошным швом с двух сторон без разделки кромок. При этом используется ручная электродуговая сварка и электроды для сварки углеродистых сталей марки УОНИ диаметром 3 мм. Сила тока при сварке составляет 140... 150 А. После приварки, пластина затачивается с образованием лезвия на обдирочно-шлифовальном станке.
Поверхность накладной пластины упрочняется за счет наплавки износостойкого материала на всей площади пластины. В качестве износостойкого материала используется порошок на основе никеля, содержащий 55-60% карбида вольфрама, например порошок Eutalloy РЕ 1229, с размерами частиц 125 мкм для никеля и 20 мкм для карбида вольфрама.
Наплавка износостойкого материала осуществляется на установках для плазменной наплавки при обратной полярности и дугой прямого действия, когда она горит между неплавящимся электродом и наплавляемой поверхностью. В качестве плазмообразующего газа используется аргон (Ar). Наплавляемый порошок засыпается в питатель и с помощью транспортирующего газа подается в сопло плазмотрона, а затем и в зону горения дуги, где он расплавляется и переносится на поверхность накладной пластины, образуя слой высокой твердости. Транспортирующим газом может быть любой газ и с помощью регулирования его подачи устанавливается расход порошка.
Использование при наплавке обратной полярности позволяет исключить применение флюсов и организовать очистку поверхности основного металла и сварочной ванны от оксидов и загрязнения, что существенно повышает сплошность и качество наплавленного износостойкого слоя. Наплавку ведут на следующих режимах: сила тока 180-230 А, напряжение 45 В, подача порошка 50 г/мин, расход аргона 17 л/мин, расстояние от плазмотрона до детали 70-80 мм. Толщина наплавленного слоя составляет 1,2…1,6 мм, его твердость - 81…84 HRC.
Благодаря тому, что наплавленный слой, полученный на восстанавливаемом и упрочняемом долоте глубокорыхлителя, имеет в своем составе карбид вольфрама, восстановленные и упрочненные долота имеют высокие твердость и износостойкость в условиях интенсивного абразивного изнашивания.
Применение плазменной наплавки для упрочнения долота глубокорыхлителя позволяет повысить твердость наплавленного слоя рабочей поверхности долота в среднем на 35-40% по сравнению с традиционными способами восстановления и является равноценным по сравнению с прототипом, исключая указанный недостаток. Износостойкость долота в условиях интенсивного абразивного изнашивания увеличивается на 40-50%. В результате долговечность восстановленных и упрочненных долот глубокорыхлителей при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью увеличивается в среднем в 1,3-1,4 раза.
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, отличающийся тем, что 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.
