1、PDF外文：http:/ 6140 字 出处： Procedia Engineering, 2014, 97: 1442-1451 耐磨堆焊 对于旋耕机刀片 的 磨损性的影响 原文来源： Amardeep Singh Kanga*, Gurmeet Singh Cheemaa, Shivali Singlab. Wear behavior of hardfacings on rotary tiller blades. Procedia Engineering 97 ( 2014 ) 1442 1451 摘要 ： 旋耕机是一种机械
2、 化农具 ,普遍用来节省时间，人力和制备土床燃料。然而，在复杂的磨损环境下，旋耕机刀片受到极端表面的磨损，特别是在干砂的磨损下，大大影响其使用寿命。本研究的目的是提高旋耕机刀片的使用寿命，为了减少空闲时间对于正在耕作的刀片周期性的替换要求。其目的是通过耐磨堆焊的方法进行研究，研究在硬质面上的磨损程度以及旋耕机刀片的磨损特性。以及研究铬对于在硬质面上由高强度钢制造的旋耕机刀片的刀锋的影响，而这高强度钢是使用四种不同的电级形成的钨电极惰性气体保护焊制造的。通过进行现场和实验室测试来比较硬质面与非硬质面（标准）的制造 。一项现场测试实施在被联合收割机收割后的 50亩的稻田里。在现场试验期间，目前稻茬
3、土壤条件是干燥的沙地。不同的位置被选定去测试旋耕机的刀片，从而收集有意义的数据。研究发现非硬质面刀片的平均磨损率为 7.08克 /亩，然而这些由 5HCr， 7.5HCr， 12HCr和 8HCr组成的硬质面刀片的平均磨损率为 5.02,4.3,2.84,4.42克 /亩，这就是现场测试得到的的结果。我们可以观察到在提供磨损的保护上，硬质面刀片相比非硬质面刀片有明显的提升作用。 1 介绍 磨料磨损 是许多农业用地工具特别是在一些干旱地区的农 用工具过早失效的主要原因 。 重型农业设备运营商和农民总是面对频繁的劳动力 ,设备停机时间和恢复 部件磨损的成本
4、。 工具磨损减轻工作能力而燃料损耗与之相反。 旋耕机是 一种电动旋 耕机 ，它结合 很多的传统耕作 设备 如圆盘犁、 耕耘 机和模具板犁 ，它们的相同点 只是一个单一的耕作 设备 。旋耕机是最有效的设备 之一。它 在土壤床 制备 农业工具 上 可以节省操作时间 和人力 。它还有助于改善 土壤的 有机健康 ,因为它 耕作 了水稻收获后 的 茬口 。 尽管 事实是旋耕机 已经成为世界著名的苗床 领域准备阶段 ,脉动荷载作用下其叶片受到高磨损和疲劳 ,这可能会限制其在特定的应用 程序 下的使用。 一般来说 ,耕耘机刀片寿命磨损 是可以被预测的。随着磨损提高了 农业生产的总成本
5、 ,许多热处理过程往往进行 的是 延长耕耘机刀片的使用寿命。 在 激进的野外环境下 ,足够的磨损可能不是完全由热处理提供保护。不过 ,即使在热处理之后 ,我们可以观察到 高磨损在 随后的 耕作 期间影响了 刀片 的频繁 更换 。 表面改性技术已成为另一种 控制磨损和影响 土壤颗粒的磨蚀作用 的替代处理方式 。这些改性方法提高 旋耕机刀片的 表面性能如硬度和耐磨性。 相关审查的文献显示 ,有 极少数的 研究人员提供了一些技巧来提 高农业相关部门的地面结合工具的耐磨性。比如提出 表面涂层的 Karoonboon， Kang和硬质面的 Bayhan Dasgupta。 当磨损条件过于严重
6、 对于 地面 结合 工具 ,或者 对于 设备停机的成本需要更频繁的更换部分 ,然后使用表面硬化技术的费用是合理的 ,同时这项技术比使用改进的战略设计整个组件材料 显得不那么昂贵 。 在这种情况下 硬质面 被选为表面改性技术。钨电极惰性气体保护焊 (GTAW)工序被选择去沉积堆焊 。这个案例研究的目的是确定旋耕机刀片的磨损行为很难面对四个不同的商业 硬质 面合金和比较这些标准热处理耕耘机刀片在实验室和现场条件下的操作。磨损率从实验室和现场试验可 以用来预测耕耘机刀片的使用寿命。 2 实验 2.1 衬底和耐磨堆焊合金 旋耕机刀片的化学成分制成的高强度
7、钢 (EN-14B)表 1 中给出。 EN-14B 所 提供良好的综合机械性能 ,需要在现场操作 的旋耕机刀片展现出对于脉冲负载优秀的抵抗能力 。 EN-14B 是 碳 元素 最大高达 0.3%的碳锰刚。它是在 780C-810C 的温度下淬火，然后在 430C-500C 的温度下回火。旋耕机刀片的前缘已经被四种不同的堆焊焊条所覆盖。其目的是为了增强磨削前的厚度，如表格 1（ a）所展示的，以及磨削后的硬度如表格 1（ b）。这些堆焊合金根据 组合物中所含铬元素的百分比划分为 5HCr， 8HCr， 12HCr， 7.5HCr 也就是分别含有的铬元素百分比为百分之五，百分之八，百分之十二，百分
8、之七点五。 沉积后 5HCr， 8HCr， 12HCr，7.5HCr 耐磨堆焊合金 由钨极氩弧焊工艺基板分别 提供 576,667、 713 和 654 维氏硬度 。这些耐磨堆焊合金被选的第一个原因是 ,它们 提供高耐磨性 ， 第二个 原因它们在 市场上是比较经济的。 表 1化学成分（重量 %）的高强度钢（ En-14B） 名称 元素百分比 高强度钢 铜
9、 锰 硅 硫 磷 铝 铜 铬 钼 镍 铅 钒 钨 0.29 1.33 0.22 0.021 0.022
10、 0.02 0.23 0.41 0.04 0.12 0.001 0.02 0.03 在本研究中使用的典型焊接参数列于表 2。在这些参数被保持的范围内，由厂家指定使用的焊条的尺寸是直径 4毫米大小。堆焊合金的铬含量高的选择是由于库马尔等人所说高的铬含量呈现磨损最小研磨率。 这些堆焊合 金是用于覆盖增强如挖掘机斗齿，耕作工具和挖掘工具的耐磨性。每个组成的堆焊，焊缝达 2至 3毫米的厚度前缘的刀片如图 1所示。这是由一些沉积堆焊焊条达到多种厚度而不是单
11、一的厚度。一个好的层间温度控制是一种保持避免堆焊层开裂的手段。四个电极的化学成分见表 3。已经采取谨慎措施，以避免任何电极在整个由 Selvi所提出的限制指定的控制沉积细珠的稀释比例的过程中，发生横向电荷震荡。 图 1 5HCr 8HCr 12HCr 7.5HCr旋耕机刀片前缘硬面（ a）磨削前（ b）磨削后 表 2 试验所用的焊接参数 性能参数 硬质面合金 &
12、nbsp; 5HCr 8HCr 12HCr 7.5HCr 电极直径（毫米） 4 4 &nb
13、sp; 4 4 弧电压（伏） 240 240 240 240
14、; 焊接电流 （交流 /直流）放大器 169/交流 144/直流 +1 125/直流 +1 155/直流 +1 焊接速度（毫米每分钟） 62-65 75-80
15、125-130 65-70 气体流速（升每分钟） 15 10 10 10 沉积速率（千克每小时）
16、; 3.4 4.2 3.8 4.7 气体压力（千克每平方厘米） 2.5 2.5 2.5 &n
17、bsp; 2.5 气体种类 氩 氩 氩 氩 钨电极直径（毫米） 2.4 &n
18、bsp; 2.4 2.4 2.4 表 3 四种堆焊合金化学成 分的重量百分比 耐磨堆焊 硬质面合金所含化学成分的重量百分比 焊条 碳 硅
19、 锰 铬 钼 磷 硫 钒 铁 5HCr 0.7 0.45 0.4 5 0.8 - - &n
20、bsp;0.7 平衡 8HCr 0.4 0.5 0.6 8 0.5 - - - 平衡 12HCr 0.8 0.01 0.48 12 - 0.021 0.03 0.6 平衡 7.5HCr 0.5 0.6 0.1 7.5 0.4 - 0.03 - 平衡
