RU2728198C1 - Method of hardening of disk furrow opener cutting edge - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to machine-building technologies of surface hardening of parts of agricultural machines, in particular, to methods of hardening of disk furrow opener cutting edges. Method of hardening of disk furrow opener cutting edge includes electromechanical treatment by reinforcing tool, which is moved along combined trajectory, wherein mechanical action of reinforcing tool on disc surface is 100–300 N, and thermal action is carried out with increase in current on tool from 800 to 1,200 A and at voltage of 1–4 V with provision of hardening to depth of 0.1–1.0 mm and achieving hardness of not less than 50±2 HRC.EFFECT: method provides formation of a hardened layer with high wear resistance on the disk furrow opener cutting edge.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроительным технологиям поверхностного упрочнения деталей сельскохозяйственных машин, в частности, для упрочнения режущей кромки, например, дисковых сошников.The invention relates to mechanical engineering technologies for surface hardening of agricultural machinery parts, in particular, for hardening the cutting edge, for example, disc openers.

Известен способ упрочнения поверхностей термообработанных стальных деталей, где включены операции электроэрозионного легирования и ионного азотирования, при этом операцию электроэрозионного легирования выполняют графитовым электродом по меньшей мере в два этапа со снижением энергии разряда на каждом последующем этапе, причем первый этап легирования графитовым электродом проводят с энергией разряда 0,1-6,4 Дж и производительностью 0,2-4,0 см²/мин, а второй этап легирования графитовым электродом проводят с энергией разряда 0,1-2,83 Дж и производительностью 0,2-2,0 см²/мин [RU 2603932 C1, С23С 28/04 (2006.01), С23С 8/38 (2006.01), В23Н 5/00 (2006.01), 10.12.2016].There is a method of hardening the surfaces of heat-treated steel parts, where the operations of electroerosive alloying and ion nitriding are included, while the operation of electroerosive alloying is performed with a graphite electrode in at least two stages with a decrease in the discharge energy at each subsequent stage, and the first stage of alloying with a graphite electrode is carried out with the discharge energy 0.1-6.4 J and a productivity of 0.2-4.0 cm ² / min, and the second stage of alloying with a graphite electrode is carried out with a discharge energy of 0.1-2.83 J and a productivity of 0.2-2.0 cm ² / min [RU 2603932 C1, С23С 28/04 (2006.01), С23С 8/38 (2006.01), В23Н 5/00 (2006.01), 10.12.2016].

Существенным недостатком способа является низкая производительность процесса из-за увеличения этапов упрочнения деталей.A significant disadvantage of this method is the low productivity of the process due to an increase in the stages of parts hardening.

Известен способ восстановления высевающего диска для пневматического высевающего аппарата, включающий операции восстановления двух сторон высевающего диска с износом до 0,1-0,15 мм путем нанесения износостойкого покрытия проведением электроискровой обработки с получением слоя, толщина которого компенсирует износ с учетом припуска на последующую обработку и последующих механической обработки до получения шероховатости поверхности R_a=0,8-1,5 мкм, безабразивной ультразвуковой финишной обработки до получения шероховатости поверхности R_a=0,025-0,036 мкм и нанесения алмазоподобного тонкослойного покрытия 0,5-3 мкм на основе оксикарбида кремния [RU 2510318 С2, В23Р 6/00 (2006.01), В23Н 9/00 (2006.01), 27.03.2014].There is a known method of restoring a seeding disc for a pneumatic sowing device, including the operations of restoring two sides of the seeding disc with wear up to 0.1-0.15 mm by applying a wear-resistant coating by conducting electrospark treatment to obtain a layer whose thickness compensates for the wear taking into account the allowance for subsequent processing and subsequent mechanical processing to obtain a surface roughness R _a = 0.8-1.5 microns, non-abrasive ultrasonic finishing until a surface roughness R _a = 0.025-0.036 microns and the application of a diamond-like thin-layer coating 0.5-3 microns based on silicon oxycarbide [ RU 2510318 C2, В23Р 6/00 (2006.01), В23Н 9/00 (2006.01), 03/27/2014].

Существенным недостатком способа является низкая производительность процесса из-за упрочнения двух сторон, а не одной.A significant disadvantage of this method is the low productivity of the process due to the strengthening of two sides, and not one.

Известен способ нанесения износостойкого покрытия на рабочую поверхность почворежущей детали почвообрабатывающей машины, имеющей форму диска, включающий дуговую наплавку точек износостойким присадочным материалом большей плотности, чем основной металл детали, расположенных на расстоянии друг от друга вдоль линий армирования, параллельных режущей кромки детали до линии армирования лезвийной поверхности устанавливают равным ширине заточки рабочей грани, имеющей напряжения сжатия, а расстояния между параллельными линиями армирования не более трех диаметров точек износостойкого материала, при этом точки износостойкого материала толщиной слоя 2-4 мм располагают на расстоянии друг от друга с обеспечением перекрытия в шахматном порядке [RU 2640515 C1, В23Р 6/00 (2006.01), В23К 13/01 (2006.01), 09.01.2018].There is a method of applying a wear-resistant coating on the working surface of a soil-cutting part of a soil-cultivating machine, having the shape of a disk, including arc surfacing of points with a wear-resistant filler material of higher density than the base metal of the part located at a distance from each other along reinforcement lines parallel to the cutting edge of the part to the line of reinforcement of the blade the surfaces are set equal to the width of the sharpening of the working face, which has compressive stresses, and the distance between parallel lines of reinforcement is not more than three diameters of points of wear-resistant material, while points of wear-resistant material with a layer thickness of 2-4 mm are located at a distance from each other to ensure overlap in a checkerboard pattern [ RU 2640515 C1, В23Р 6/00 (2006.01), В23К 13/01 (2006.01), 09.01.2018].

Существенным недостатком способа является большая вероятность появления трещин в процессе обработки и необходимость в точном оборудовании.A significant disadvantage of this method is the high probability of cracking during processing and the need for precision equipment.

Известен способ упрочнения лезвийной поверхности детали, включающий нанесение на тыльную часть лезвия упрочняющей шихты, нагрев ее токами высокой частоты и деформирования затвердевшего упрочняющего слоя в формообразующем штампе с одновременной оттяжкой лезвия, выполнение предварительно на тыльной части лезвия, наносят путем электроискрового легирования спеченный вольфрамокобальтовый сплав, в качестве упрочняющей шихты используют шихту, содержащую, масса %: карбид бора 72-82, силикокальций 5-9, флюс П-0,66 остальное, при этом наносят ее слоем толщиной 0,8-2,5 мм, а при деформировании упрочняющего слоя осуществляют его вдавливание в лезвийную поверхность на глубину, равную его толщине, после чего деталь выдерживают при температуре 450-600°С в течение от 2 до 5 часов, а затем охлаждают на воздухе [RU 2697747 С2, В23К 9/04 (2006.01), С23С 26/00 (2006.01), В23Р 6/00 (2006.01), А01В 15/02 (2006.01), 18.07.2017].There is a method of hardening the blade surface of a part, including applying a hardening charge to the rear of the blade, heating it with high-frequency currents and deforming the hardened hardening layer in a shaping die with simultaneous pulling of the blade, pre-performed on the rear of the blade, applied by electrospark alloying sintered tungsten-cobalt alloy as a hardening charge, a charge containing, wt%: boron carbide 72-82, silicocalcium 5-9, flux P-0.66, the rest is used, while it is applied with a layer 0.8-2.5 mm thick, and when the hardening layer is deformed it is pressed into the blade surface to a depth equal to its thickness, after which the part is kept at a temperature of 450-600 ° C for 2 to 5 hours, and then cooled in air [RU 2697747 C2, V23K 9/04 (2006.01), С23С 26/00 (2006.01), В23Р 6/00 (2006.01), А01В 15/02 (2006.01), 07/18/2017].

Существенным недостатком способа является высокая трудоемкость и низкая производительность.A significant disadvantage of this method is high labor intensity and low productivity.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ упрочнения рабочих поверхностей дискового ножа, включающий термическую обработку, выполнение после термической обработки нагрева ножа до 90-110°С и проведение алмазного выглаживания торцевых поверхностей ножа со скоростью 35-48 м/мин алмазным наконечником со сферическим концом, радиус сферы которого 1,5 мм, с силой выглаживания 250 Н при продольной подаче 0,04 мм/об. Алмазное выглаживание осуществляют по кольцеобразным дорожкам, расположенным на торцевых поверхностях ножа и прилегающим к поверхности наружного диаметра кольца, термическую обработку ведут путем закалки с последующим низким отпуском до достижения твердости поверхности ножа 48-58 HRC [RU 2183681 C1, C21D 9/24 (2000.01), B23D 61/02 (2000.01), B23D 19/04 (2000.01), 20.06.2002].The closest to the claimed technical solution is a method of hardening the working surfaces of a circular knife, including heat treatment, after heat treatment, heating the knife to 90-110 ° C and carrying out diamond smoothing of the end surfaces of the knife at a speed of 35-48 m / min with a diamond tip with a spherical end , the radius of the sphere of which is 1.5 mm, with a smoothing force of 250 N at a longitudinal feed of 0.04 mm / rev. Diamond burnishing is carried out along annular paths located on the end surfaces of the knife and adjacent to the surface of the outer diameter of the ring, heat treatment is carried out by quenching followed by low tempering until the hardness of the knife surface reaches 48-58 HRC [RU 2183681 C1, C21D 9/24 (2000.01) , B23D 61/02 (2000.01), B23D 19/04 (2000.01), 20.06.2002].

Существенным недостатком способа является потребность в точном оборудовании и высокая трудоемкость.A significant disadvantage of this method is the need for precise equipment and high labor intensity.

Задача изобретения - формирование на поверхности режущей кромки лезвия дискового сошника упрочненного слоя, обладающего повышенной износостойкостью, снижение трудоемкости процесса обработки.The objective of the invention is the formation on the surface of the cutting edge of the disc opener blade of a hardened layer with increased wear resistance, reducing the complexity of the processing process.

Это достигается благодаря тому, что упрочнение осуществляют путем электромеханической обработки одновременно при механическом и термическом воздействии упрочняющего инструмента движущегося по комбинированной траектории, состоящей из первого прохода по окружности на кромке лезвия, и последующих проходов по спиральной линии с незначительным взаимным перекрытием проходов до полного покрытия площади заточки лезвия диска. Механическое воздействие упрочняющего инструмента на поверхность диска составляет 100…300 Н, а термическое воздействие осуществляют при ступенчатом увеличении силы тока на инструменте от 800 до 1200 А с интервалом в зависимости от количества проходов, при напряжении 1…4 В, обеспечивая упрочнение на глубину 0,1…1,0 мм с достижением твердости не менее 50±2 HRC.This is achieved due to the fact that hardening is carried out by electromechanical processing simultaneously with the mechanical and thermal effects of the hardening tool moving along a combined trajectory consisting of the first circular pass at the edge of the blade and subsequent passes along a spiral line with a slight overlap of the passes until the sharpening area is completely covered disc blades. The mechanical effect of the hardening tool on the disk surface is 100 ... 300 N, and the thermal effect is carried out with a stepwise increase in the current on the tool from 800 to 1200 A with an interval depending on the number of passes, at a voltage of 1 ... 4 V, providing hardening to a depth of 0, 1 ... 1.0 mm with a hardness of at least 50 ± 2 HRC.

На фиг. 1 представлен общий вид диска сошника 1 с лезвием 2. На фиг. 2 показано сечение А-А лезвия 2 диска 1 с указанием усилия воздействия F при упрочнении, направленного перпендикулярно к лезвию, и следы проходов при упрочнении. На фиг. 3 показан выносной элемент A₁ лезвия 2 диска 1 по фиг. 2 с представлением следов проходов при упрочнении 3 шириной с и указанием взаимных перекрытий 4 шириной к. На фиг. 4 представлен выносной элемент диска сошника 1 по фиг. 1 с указанием лезвия 2 шириной b, на котором показана комбинированная траектория движения упрочняющего инструмента, состоящая из первого прохода 5 по окружности и последующих проходов 6 по спиральной линии.FIG. 1 shows a general view of the disc of the opener 1 with the blade 2. FIG. 2 shows a section A-A of a blade 2 of a disc 1 with an indication of the impact force F during hardening, directed perpendicular to the blade, and traces of passes during hardening. FIG. 3 shows the extension A _{1 of the} blade 2 of the disc 1 of FIG. 2 with the representation of the traces of the passages during the reinforcement 3 with a width of c and an indication of the overlap 4 with a width of k. FIG. 4 shows a remote element of the opener disk 1 according to FIG. 1 showing a blade 2 of width b, which shows the combined trajectory of movement of the hardening tool, consisting of a first pass 5 in a circle and subsequent passes 6 along a spiral line.

Механическое воздействие при обработке обеспечивает надежный контакт инструмента с упрочняемой поверхностью лезвия диска сошника. Термическое воздействие с учетом ступенчатого возрастания силы тока на инструменте при обработке создает местный нагрев материала диска выше критических точек, обеспечивая закалку. Низкое напряжения при обработке диска инструментом делает безопасным применение электрического тока в технологическом процессе. В результате при одновременном механическом и термическом воздействии глубина упрочненной поверхности достигает 0,1…1,0 мм с образованием твердости поверхностного слоя не ниже 50±2 HRC, что обеспечивает равномерное формирование износостойкого упрочненного слоя на режущей кромки диска сошника и снижение трудоемкости процесса обработки.Mechanical action during processing ensures reliable contact of the tool with the hardened surface of the opener disc blade. Thermal action, taking into account the stepwise increase in the current on the tool during processing, creates a local heating of the disc material above critical points, providing hardening. The low voltage when machining a disc with a tool makes it safe to use electric current in the technological process. As a result, under simultaneous mechanical and thermal effects, the depth of the hardened surface reaches 0.1 ... 1.0 mm with the formation of a surface layer hardness of at least 50 ± 2 HRC, which ensures uniform formation of a wear-resistant hardened layer on the cutting edge of the opener disc and reduces the labor intensity of the processing process.

Источники информацииSources of information

1. RU 2603932 C1, С23С 28/04 (2006.01), С23С 8/38 (2006.01), В23Н 5/00 (2006.01), 10.12.2016;1.RU 2603932 C1, С23С 28/04 (2006.01), С23С 8/38 (2006.01), В23Н 5/00 (2006.01), 10.12.2016;

2. RU 2510318 C2, B23P 6/00 (2006.01), B23H 9/00 (2006.01), 27.03.2014;2. RU 2510318 C2, B23P 6/00 (2006.01), B23H 9/00 (2006.01), 03/27/2014;

3. RU 2640515 C1, B23P 6/00 (2006.01), В23К 13/01 (2006.01), 09.01.2018;3. RU 2640515 C1, B23P 6/00 (2006.01), B23K 13/01 (2006.01), 09.01.2018;

4. RU 2697747 C2, В23К 9/04 (2006.01), C23C 26/00 (2006.01), B23P 6/00 (2006.01), A01B 15/02 (2006.01), 18.07.2017;4. RU 2697747 C2, В23К 9/04 (2006.01), C23C 26/00 (2006.01), B23P 6/00 (2006.01), A01B 15/02 (2006.01), 18.07.2017;

5. RU 2183681 C1, C21D 9/24 (2000.01), B23D 61/02 (2000.01), B23D 19/04 (2000.01), 20.06.2002.5. RU 2183681 C1, C21D 9/24 (2000.01), B23D 61/02 (2000.01), B23D 19/04 (2000.01), 20.06.2002.

Claims (1)

Способ упрочнения режущей кромки диска сошника, включающий ее электромеханическую обработку упрочняющим инструментом, отличающийся тем, что упрочняющий инструмент перемещают по комбинированной траектории, состоящей из первого прохода по окружности на кромке лезвия и последующих проходов по спиральной линии с взаимным перекрытием проходов до полного покрытия площади заточки лезвия диска, при этом механическое воздействие упрочняющего инструмента на поверхность диска составляет 100-300 Н, а термическое воздействие осуществляют при увеличении силы тока на инструменте от 800 до 1200 А и при напряжении 1-4 В с обеспечением упрочнения на глубину 0,1-1,0 мм и достижением твердости не менее 50±2 HRC.A method of hardening the cutting edge of the opener disc, including its electromechanical processing with a hardening tool, characterized in that the hardening tool is moved along a combined trajectory consisting of the first circular pass at the edge of the blade and subsequent passes along a spiral line with mutual overlap of the passes until the area of the sharpening of the blade is completely covered the disk, while the mechanical effect of the hardening tool on the surface of the disk is 100-300 N, and the thermal effect is carried out with an increase in the current on the tool from 800 to 1200 A and at a voltage of 1-4 V with the provision of hardening to a depth of 0.1-1, 0 mm and reaching a hardness of at least 50 ± 2 HRC.

Images