Способ восстановления и упрочнения долот лемехов плугов
Владельцы патента RU 2575531:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО Орел ГАУ) (RU)
Изобретение может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно долот лемехов плугов. Удаляют изношенную режуще-лезвийную часть долота, изготавливают компенсирующий элемент из листовой рессорно-пружинной стали и приваривают его к восстанавливаемому долоту. Тыльную сторону компенсирующего элемента упрочняют наплавкой износостойкого материала вдоль его лезвия на ширину 30 мм. Износостойкий материал в виде пасты наносят на тыльную сторону компенсирующего элемента слоем толщиной 1,8-2,2 мм. Паста содержит 55-60 мас.% порошка на основе никеля типа СНГН, 30 мас.% двуокиси кремния, 3-5 мас.% нитрата аммония и водный раствор клея ПВА - остальное. Наплавку осуществляют электрической дугой прямой полярности с использованием вибрирующего угольного электрода. Сила тока составляет 50-55 А, частота вибрации электрода 10-15 Гц. Техническим результатом изобретения является повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных долот лемехов плугов в условиях интенсивного абразивного изнашивания. 1 табл.
Изобретение относится к способам восстановления и упрочнения изношенных деталей с применением сварки и может быть использовано при восстановлении рабочих органов почвообрабатывающих машин, преимущественно долот лемехов плугов.
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 плугов с заменяемой режуще-лезвийной частью (долотом). Известен, например, способ восстановления плужных лемехов, в котором производят изготовление сменной режущей носовой части лемеха из стали с повышенной твердостью поверхностного слоя, ее затачивание и приваривание вручную на изношенную рабочую поверхность носовой части лемеха (Патент РФ 2413601, B23P 6/00, A01B 15/04, опубл. 10.03.2011, Бюл. №7) [1].
Недостатком данного способа является использование специальных электродов, а также возможность коробления носовой части лемеха из-за значительного местного тепловыделения при приваривании сменной режущей части.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ восстановления лемешных долот, включающий удаление изношенной режуще-лезвийной части долота, изготовление компенсирующего элемента (новой режуще-лезвийной части) из листовой рессорно-пружинной стали твердостью 36…40 HRC и его приваривание к восстанавливаемому долоту, упрочнение тыльной стороны компенсирующего элемента путем наплавки износостойкого материала (в качестве которого используют электроды Т-590) в виде валиков вдоль его лезвия на ширину 30 мм (Журнал «Тракторы и сельхозмашины», 2012. - №8, с. 45-48) [2].
Однако при использовании данного способа не обеспечиваются высокие износостойкость и ресурс восстановленных и упрочненных долот при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью, прежде всего, супесчаных.
Задачей изобретения является повышение долговечности восстановленных и упрочненных долот лемехов плугов при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью.
Техническим результатом изобретения является повышение твердости и износостойкости восстановленных и упрочненных долот лемехов плугов в условиях интенсивного абразивного изнашивания.
Поставленная задача и указанный технический результат достигаются за счет того, что в заявляемом способе восстановления и упрочнения долот лемехов плугов, включающем удаление изношенной режуще-лезвийной части долота, изготовление компенсирующего элемента из листовой рессорно-пружинной стали и его приваривание к восстанавливаемому долоту, упрочнение тыльной стороны компенсирующего элемента путем наплавки износостойкого материала вдоль его лезвия на ширину 30 мм, согласно изобретению в качестве износостойкого материала используют пасту, наносимую на тыльную сторону компенсирующего элемента слоем толщиной 1,8…2,2 мм, в которой содержится 55…60% порошка на основе никеля типа СНГН, 30% двуокиси кремния, 3…5% нитрата аммония и водный раствор клея ПВА - остальное, а наплавку осуществляют после затвердевания пасты электрической дугой прямой полярности с использованием вибрирующего угольного электрода, при этом сила тока составляет 50…55 А, а частота вибрации угольного электрода - 10…15 Гц. Способ осуществляют следующим образом.
Вначале производят удаление изношенной режуще-лезвийной части долота. Для этого можно использовать угловые шлифовальные машины, например модели МШУ-2-230, и круг отрезной марки 41 150×2×20 14А 80-Н по ГОСТ 21963-2002 или аппараты для воздушно-плазменной резки.
Затем из листовой рессорно-пружинной стали твердостью 36…40 HRC изготавливают компенсирующий элемент (новую режуще-лезвийную часть). В качестве материала для изготовления компенсирующего элемента можно также использовать листы автомобильных рессор, утратившие упругость, но имеющие твердость не ниже 35 HRC. Форма и размеры изготавливаемого компенсирующего элемента в каждом конкретном случае должны определяться в зависимости от величины износа режуще-лезвийной части долота.
Далее осуществляют приваривание изготовленного компенсирующего элемента к восстанавливаемому долоту лемеха плуга сплошным швом с двух сторон без разделки кромок. При этом используют ручную электродуговую сварку и электроды для сварки углеродистых сталей марки УОНИИ диаметром 3 мм. Сила тока при сварке составляет 130…140 А. При наложении швов следует обращать внимание на то, чтобы они не перекрывали крепежное отверстие долота. После этого тыльную сторону компенсирующего элемента затачивают с образованием лезвия на обдирочно-шлифовальном станке.
Затем тыльную сторону компенсирующего элемента упрочняют за счет наплавки износостойкого материала вдоль его лезвия. В качестве износостойкого материала используют пасту, которую готовят путем смешения следующих компонентов: порошок на основе никеля типа СНГН (например, СНГН-50 или СНГН-55 ТУ 48-19-212-87) - 55…60%, двуокись кремния - 30%), нитрат аммония - 3…5%, водный раствор клея ПВА - остальное. Предварительно порошок типа СНГН и двуокись кремния измельчают до наноразмерного состояния с фракцией 40…50 нм, что приводит к существенному увеличению механических свойств данных материалов (в частности, их твердости и износостойкости). Пасту наносят шпателем на тыльную сторону компенсирующего элемента вдоль его лезвия на ширину 30 мм, толщина накладываемого слоя - 1,8…2,2 мм. После нанесения паста высушивается до затвердевания при температуре 100°C в течение 4…5 мин.
Наплавку износостойкого материала осуществляют электрической дугой прямой полярности с использованием вибрирующего угольного электрода. Между электродом и поверхностью компенсирующего элемента 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…55 А, напряжение - 50 В, частота вибрации угольного электрода - 10…15 Гц. Перемещение угольного электрода позволяет наплавить всю упрочняемую поверхность компенсирующего элемента. Толщина наплавленного слоя составляет 0,9…1,0 мм, его твердость - 83…85 HRC.
Благодаря тому, что наплавленный слой, полученный на восстанавливаемом и упрочняемом долоте лемеха плуга с использованием пасты и вибрирующего угольного электрода, имеет в своем составе сверхтвердые элементы, образующиеся из компонентов пасты при горении электрической дуги, восстановленные и упрочненные долота имеют 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 15 Гц дуга горит нестабильно. Все это приводит к существенному увеличению долговечности восстановленных и упрочненных долот лемехов плугов при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью (таблица).
Как видно из таблицы, предлагаемый способ восстановления и упрочнения долот лемехов плугов позволяет в среднем на 40% увеличить твердость наплавленного слоя режуще-лезвийной части долота. Износостойкость долота в условиях интенсивного абразивного изнашивания увеличивается на 50%. В результате долговечность восстановленных и упрочненных долот лемехов плугов при обработке почв, обладающих высокой изнашивающей способностью, увеличивается в среднем в 1,4 раза.
Способ восстановления с упрочнением долот лемехов плугов, включающий удаление изношенной режуще-лезвийной части долота, изготовление компенсирующего элемента из листовой рессорно-пружинной стали и его приваривание к восстанавливаемому долоту, упрочнение тыльной стороны компенсирующего элемента путем наплавки износостойкого материала вдоль его лезвия на ширину 30 мм, отличающийся тем, что в качестве износостойкого материала используют пасту, наносимую на тыльную сторону компенсирующего элемента слоем толщиной 1,8…2,2 мм, в которой содержится 55…60% порошка на основе никеля типа СНГН, 30% двуокиси кремния, 3…5% нитрата аммония и водный раствор клея ПВА - остальное, а наплавку осуществляют после затвердевания пасты электрической дугой прямой полярности с использованием вибрирующего угольного электрода, при этом сила тока составляет 50…55 А, а частота вибрации угольного электрода - 10…15 Гц.