本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種農(nóng)用觸土部件的表面耐磨強(qiáng)化處理方法。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)機(jī)械在實(shí)際耕作過程中，其觸土部件(如犁鏵、旋耕刀、粉碎還田機(jī)刀片、鋤鏟、松土鏟、耙片等)與土壤、砂石、根茬等長期接觸，磨損嚴(yán)重，使用壽命短，由此導(dǎo)致耕作阻力增大，油耗增加，工作效率降低，耕作質(zhì)量下降，作業(yè)成本增加。據(jù)不安全統(tǒng)計(jì)，農(nóng)用觸土部件約80％以上的失效是由于磨損而造成的，所以，耐磨性能已成為觸土部件選材的主要性能指標(biāo)。由于磨損大都發(fā)生在材料表面，因此，改善材料表面性能是提高觸土部件耐磨性能和延長其使用壽命的有效方法。

為了改善農(nóng)用觸土部件的耐磨性能，延長其使用壽命，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的相關(guān)研究，主要集中在高耐磨性、高硬度的新材料和表面工程技術(shù)應(yīng)用等方面。據(jù)報(bào)道，國外農(nóng)業(yè)機(jī)械的觸土部件幾乎全部采用表面處理技術(shù)以強(qiáng)化其表面性能。U Er等人在低合金鋼SAE 950C制犁鏵表面進(jìn)行粉末滲硼，在實(shí)驗(yàn)室測試其耐磨損性能大幅提高，但田間測試其磨損性能相比普通犁鏵沒有太大提高。Yilmaz等人采用堆焊在鑿形犁表面形成耐磨涂層來提高其耐磨性，經(jīng)田間測試其磨損率比普通犁鏟減小約40％。Yazici在30MnB₅鋼制犁鏵進(jìn)行碳氮共滲化學(xué)熱處理，比傳統(tǒng)熱處理工藝的磨損率降低15％，磨損尺寸降低約27％。Jankauskas等人在犁尖前表面噴焊Fe-C-Cr-Nb-Mo-W-B硬化層使犁鏵的磨損率降低6倍。我國在表面強(qiáng)化方面也進(jìn)行了大量研究。郝建軍等人采用氧乙炔火焰熔覆技術(shù)在65Mn鋼基體上制備了組織致密，強(qiáng)韌性高、耐磨性好的鎳基/鑄造碳化鎢合金耐磨熔覆層，延長了犁鏵的使用壽命。陳卓君等人通過激光表面強(qiáng)化技術(shù)使材料在土壤中的耐磨性能比普通的淬火組織提高了約5倍。楊豐等人在65Mn合金鋼制旋耕刀片表面熔焊2mm厚的耐磨合金，使其壽命提高了2倍以上。黃瑞峰等人在普通碳鋼Q235基體上用氧乙炔火焰熱噴焊Ni基Al₂O₃復(fù)合涂層，使基體的耐磨性提高了3-5倍。盡管國內(nèi)外學(xué)者采用各種技術(shù)和方法來降低農(nóng)用觸土部件的磨損，但是由于成本或者工藝復(fù)雜等原因未能應(yīng)用到實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

TD鹽浴處理(Thermal diffusion)是一種應(yīng)用范圍很廣的表面強(qiáng)化技術(shù)，由于所使用的設(shè)備簡單、工藝操作簡便，鹽浴流動(dòng)性好、成本低廉，覆層質(zhì)量穩(wěn)定，處理過程綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，一直受到國內(nèi)外市場的高度青睞。工件經(jīng)TD處理后得到的碳化物覆層具有高的硬度和良好的抗磨損性能，高的抗咬合性和抗剝落性能，而且不降低基體材料的塑韌性，可以大幅提高工件的使用壽命。因此，本發(fā)明的目的就是提出一種TD鹽浴處理工藝方法對農(nóng)用觸土部件進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，能夠大幅延長農(nóng)用觸土部件的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)用觸土部件的表面耐磨強(qiáng)化處理方法，該方法可以延長農(nóng)用觸土部件的使用壽命。

其具體技術(shù)方案為：

一種農(nóng)用觸土部件的表面耐磨強(qiáng)化處理方法，包括以下步驟：

步驟1、打磨：使用砂輪機(jī)以及金相砂紙對農(nóng)用觸土部件的預(yù)處理表面進(jìn)行打磨處理；

步驟2、前處理：將打磨后的農(nóng)用觸土部件依次進(jìn)行脫脂、除銹和表面活化處理；

步驟3、預(yù)熱處理：將前處理好的農(nóng)用觸土部件放置于低溫加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理；

步驟4、鹽浴處理：把配制好的浴鹽混合均勻，待高溫鹽浴爐溫達(dá)到設(shè)定溫度后放入坩堝中，待浴鹽融化均勻并達(dá)到預(yù)定處理溫度后，再將低溫加熱爐中預(yù)熱的農(nóng)用觸土部件迅速取出并放入熔融鹽浴中按預(yù)設(shè)的工藝時(shí)間進(jìn)行鹽浴處理，在工件表面獲得碳化物耐磨覆層；

步驟5、清洗：將鹽浴處理后的農(nóng)用觸土部件置于沸水中進(jìn)行多次煮洗，以清除工件表面粘附的殘鹽；

步驟6、熱處理：對清理完殘鹽的農(nóng)用觸土部件進(jìn)行淬火+回火熱處理，使金屬基體獲得與覆層相匹配的強(qiáng)度和硬度。

進(jìn)一步，所述農(nóng)用觸土部件為農(nóng)業(yè)耕作過程中的鋼制觸土部件：犁鏵、旋耕刀、深松鏟、耙片等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明在農(nóng)用觸土部件表面制備碳化物耐磨覆層，由于這種覆層具有與基體結(jié)合好、硬度高、致密光整，與土壤摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，能提高農(nóng)用觸土部件表面的耐磨性能，延長農(nóng)用觸土部件的使用壽命，進(jìn)而降低農(nóng)業(yè)耕作成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的處理方法工藝流程示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的工藝流程示意圖。

圖3是TD鹽浴處理后得到的覆層顯微形貌圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

如圖1所示，一種農(nóng)用觸土部件的表面耐磨強(qiáng)化處理方法，包括以下步驟：

步驟1、打磨：使用砂輪機(jī)以及金相砂紙對農(nóng)用觸土部件的預(yù)處理表面進(jìn)行打磨處理；

步驟2、前處理：將打磨后的農(nóng)用觸土部件依次進(jìn)行脫脂、除銹和表面活化處理；

步驟3、預(yù)熱處理：將前處理好的農(nóng)用觸土部件放置于低溫加熱爐中進(jìn)行預(yù)熱處理；

步驟4、鹽浴處理：把配制好的浴鹽混合均勻，待高溫鹽浴爐溫達(dá)到設(shè)定溫度后放入坩堝中，待浴鹽融化均勻并達(dá)到預(yù)定處理溫度后，再將低溫加熱爐中預(yù)熱的農(nóng)用觸土部件迅速取出并放入熔融鹽浴中按預(yù)設(shè)的工藝時(shí)間進(jìn)行鹽浴處理，在工件表面獲得碳化物耐磨覆層；

步驟5、清洗：將鹽浴處理后的農(nóng)用觸土部件置于沸水中進(jìn)行多次煮洗，以清除工件表面粘附的殘鹽；

步驟6、熱處理：對清理完殘鹽的農(nóng)用觸土部件進(jìn)行熱處理：淬火+回火，使金屬基體獲得與覆層相匹配的強(qiáng)度和硬度。

所述農(nóng)用觸土部件為農(nóng)業(yè)耕作過程中的鋼制觸土部件：犁鏵、旋耕刀、粉碎還田機(jī)刀片、鋤鏟、松土鏟、耙片。

實(shí)施例1

如圖2所示，將65Mn鋼制犁鏵或深松鏟頭的工作表面，使用精細(xì)砂輪和金相砂紙進(jìn)行表面打磨，要求：打磨后的工作表面無深劃痕或有少許劃痕但劃痕方向一致。

將打磨后的65Mn鋼制犁鏵或深松鏟頭，用20％NaOH溶液在沸水中脫脂，脫脂完成以后用5％的HCl溶液常溫下浸泡8min進(jìn)行除銹清洗，然后清洗；最后再用3％硝酸溶液浸泡8秒進(jìn)行活化處理。

將前處理后的犁鏵或深松鏟頭放置于低溫加熱爐中進(jìn)行500℃保溫30min的預(yù)熱處理。

實(shí)驗(yàn)TD鹽浴滲釩法配方采用：85％硼砂+5％碳化硼+10％五氧化二釩，先將配置好的浴鹽混合均勻，放入部分鹽浴啟動(dòng)高溫鹽浴爐，待鹽浴爐內(nèi)鹽浴完全融化后加入剩余浴鹽，當(dāng)坩堝內(nèi)的溫度達(dá)到950℃時(shí)，從低溫加熱爐中迅速取出預(yù)熱的犁鏵或深松鏟頭放入鹽浴中，進(jìn)行保溫鹽浴處理5h后取出，放置于空氣中冷卻，保溫期間每隔1h對鹽浴進(jìn)行攪拌，使鹽浴成分均勻。TD鹽浴處理后得到的覆層顯微形貌如圖3所示。

將冷卻后的犁鏵或深松鏟頭置于沸水中進(jìn)行多次煮洗，以去除犁鏵或深松鏟頭表面粘附的殘鹽。

對清理完殘鹽的犁鏵或深松鏟頭進(jìn)行熱處理：首先將犁鏵或深松鏟頭放置于低溫加熱爐中，在840℃下保溫10min后迅速取出并進(jìn)行油淬；然后將犁鏵或深松鏟頭放置于低溫回火爐中，在550℃下保溫2h后取出進(jìn)行空冷。

經(jīng)過此鹽浴處理后，犁鏵或深松鏟頭表面獲得厚度約為10μm左右的碳化釩耐磨覆層，硬度約為HV3000左右，覆層組織致密，表面光整，與基體具有良好的結(jié)合強(qiáng)度，大大提高了犁鏵或深松鏟頭的耐磨性能，延長了其使用壽命。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。