一種改良犁尖及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種改良犁尖及其制備方法，特別是一種用于深 松整地的改良犁尖。
【背景技術(shù)】
[0002] 犁是一種以翻土為主要功能并有松土、碎土作用的土壤耕作機(jī)械，通過犁尖來破 碎土塊并耕出槽溝，從而為播種做好準(zhǔn)備。犁尖的形式主要有鏵式犁、圓盤犁、旋轉(zhuǎn)犁等類 型，通常系在一組牽引它的牲畜或機(jī)動(dòng)車上，也有用人力來驅(qū)動(dòng)的。
[0003] 目前耕作機(jī)械所使用的犁尖普遍為焊接件，焊接犁尖普遍存在尺寸精確低、強(qiáng)度 低，安裝拆卸困難的問題，在焊接時(shí)無法避免焊接變形，使犁頭的互換性差；犁面位置大多 數(shù)為片狀結(jié)構(gòu)，在同等深松深度下阻力大，不利于翻土工作的進(jìn)行；此外，犁尖材料單一，其 強(qiáng)度不夠，容易變形，且犁尖的耐磨性差，大大縮短了犁尖的使用壽命。
[0004] 綜上所述，為解決現(xiàn)有用于深松整地的犁尖結(jié)構(gòu)上的不足和材料單一，其強(qiáng)度不 夠，容易變形等問題，需要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、深松效果好、使用壽命長的改良犁尖。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、深松效果 好、使用壽命長的改良犁尖。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種改良犁尖，包括底座以及安裝在 底座上的連接部，所述連接部的一端與底座固連，另一端向外彎折延伸形成工作部，所述連 接部的軸心線與工作部的軸心線相交形成一鈍角，在連接部面朝工作部彎折的側(cè)壁上向 內(nèi)凹陷形成有分土槽，所述分土槽由連接部延伸至工作部末端，且分土槽的兩內(nèi)側(cè)壁之間 的距離由連接處至工作部處逐漸減小；所述犁尖是由合金鋼加工而成，所述合金鋼由以下 質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分組成：c:0? 38% -0? 45%;Mn:0? 80%-L20%;Si:0? 17% -0? 37% ; Cr:0? 90% -I. 20%;Mo:0? 15% -0? 30%;S彡 0? 035%，P彡 0? 035%。
[0007] 本改良犁尖中的連接部與工作部呈夾角設(shè)置，能在一定程度上減小工作時(shí)產(chǎn)生的 阻力，便于進(jìn)行翻土工作。在對(duì)土壤進(jìn)行深松工作時(shí)，真正深入土壤對(duì)土壤進(jìn)行深松的是工 作部，此時(shí)連接部位于工作部上方，連接部一方面能夠給工作部提供支撐作用，另一方面還 能輔助工作部進(jìn)行翻土工作。
[0008] 分土槽的開設(shè)是為了讓翻起的土壤從工作部末端沿著分土槽逐漸上升，由于連接 部與工作部呈夾角設(shè)置，翻起的土壤在分土槽內(nèi)上升時(shí)，不會(huì)直接掉落，而是在上升到一定 高度后才在重力作用下掉落到地面上，此時(shí)，這些翻起的土壤相比之前在地面上的位置有 了一定的位移，持續(xù)的翻土工作使得不同區(qū)域的土壤能夠相互交錯(cuò)，從而達(dá)到深松整地的 效果，更加利于后期農(nóng)作物的耕種。
[0009] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種新的犁尖材料，該犁尖在低碳的基礎(chǔ)上，通過 優(yōu)化各成分的配比使其產(chǎn)生協(xié)同作用，得到抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，耐腐蝕性佳，使用壽命 長的犁尖。
[0010] 在本發(fā)明犁尖中碳（C)嚴(yán)格控制在0. 38-0. 45%，在保證犁尖具有較高的硬度、強(qiáng) 度、韌性、耐磨性的基礎(chǔ)上提高犁尖的加工工藝性能。錳（Mn)是犁尖中主要的強(qiáng)化元素，在 犁尖中主要起脫氧除氣和提高淬透性，改善犁尖合金鋼的熱加工性能等作用。在錳在犁尖 中可與鐵生成（FeMn)3C型碳化物，降低奧氏體分解速度，從而大大提高犁尖的淬透性。若 錳含量過高，錳溶于奧氏體中會(huì)降低馬氏體轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)而使淬火組織中殘余的奧氏體量 增多從而影響犁的耐磨性，并嚴(yán)重影響犁尖的耐腐蝕性能和焊接性能。在保證奧氏體組織 的前提下，錳含量的降低會(huì)導(dǎo)致奧氏體穩(wěn)定性略有下降，但犁尖的耐磨性在高沖力的作用 下會(huì)顯著提高，加工硬度也顯著增強(qiáng)。在犁尖中添加錳元素可細(xì)化材料組織，提高再結(jié)晶溫 度，從而增大犁尖在使用過程中因摩擦產(chǎn)生高溫時(shí)的耐熱性。因此本發(fā)明將錳含量控制在 0.80% -1.20%，既保證了奧氏體組織，又增加了奧氏體的硬度和強(qiáng)度，還可大幅提高犁尖 的耐磨性、耐溫性，以彌補(bǔ)低碳的不足。在本發(fā)明犁尖合金鋼中含有0. 17-0. 37%的Si，與 碳、錳、鉻配合使用，可提高氧化層與基體的粘結(jié)性，提高犁尖合金鋼的抗高溫回火性能。此 夕卜，硅在煉鋼過程中可作為還原劑和脫氧劑，配合本發(fā)明0. 38-0. 45%的C和0. 80-1. 20% 的Mn使用，可顯著提高犁尖合金鋼的抗拉強(qiáng)度、韌性、屈服點(diǎn)和抗腐蝕性。若硅含量過高會(huì) 嚴(yán)重影響犁尖的強(qiáng)度，極大地降低犁尖的抗拉強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度。鉻（Cr)是中強(qiáng)碳化物形成 元素，在本發(fā)明犁尖的合金鋼中形成鉻的合金滲碳體（Fe、Cr) 3C，且隨著鉻含量的增加，犁 合金鋼中的碳化物逐步變?yōu)镃r23CjPCr7C3。另外鉻在奧氏體中的擴(kuò)散速度比較小，可以阻 礙碳的擴(kuò)散，因而可以顯著提高奧氏體的穩(wěn)定性，使C曲線右移，降低臨界冷卻速度，進(jìn)而 提高犁尖合金鋼的淬透性。另一方面，鉻也因降低相變溫度，從而使碳化物在較低溫度析 出，使組織和碳化物細(xì)化，因此在保證犁尖硬度的同時(shí)可顯著提高犁尖的塑性。但是本發(fā)明 犁尖中的Cr含量不易過高，若在犁尖合金鋼中，Cr含量超過1.2%后，合金鋼中殘留奧氏 體數(shù)量大幅度增加，有回火脆性傾向。鉬（Mo)在犁尖合金鋼中主要可以起三方面作用，一、 鉬能夠有效地抑制滲碳體聚集，導(dǎo)致鉬的碳化物以極細(xì)小尺寸彌散分布在奧氏體中，同時(shí) 可彌散強(qiáng)化作用，強(qiáng)化奧氏體組織，使犁尖的強(qiáng)度和硬度增加，形變硬化性能增強(qiáng)，從而改 善抗磨能力。二、鉬分布在碳化物中可有效抑制犁尖冷卻過程中晶界碳化物的析出，犁尖中 加鉻可使晶界碳化物析出傾向大大提高，鉬與鉻兩種元素的復(fù)合添加可使兩種合金元素的 有益作用同時(shí)發(fā)揮出來。三、犁尖中添加鉬后，針狀碳化物變短，數(shù)量明顯減少，析出溫度提 高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)可知當(dāng)加入0. 15% -0. 30%鉬時(shí)，犁尖的耐磨性可提高20-30%，強(qiáng)度、塑性和沖 擊韌性也提高20% -30%。與適量的錳配合加入犁尖中更能有效地發(fā)揮鉬與錳在犁尖中的 作用，從而提高犁尖的耐磨性、硬度。
[0011] 一般情況下，磷（P)是鋼中有害元素，增加鋼的冷脆性，使焊接性能和冷彎性能變 壞，并降低合金鋼的塑性，因此，通常將鋼中含磷量控制在0.035%以內(nèi)。
[0012] 硫（S)在通常情況下也是有害元素，使合金鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的延展性和韌 性，在鍛造和軋制時(shí)造成裂紋。且硫?qū)附有阅芤灿胁焕绊?，?huì)降低犁尖的耐腐蝕性，因 此，本犁尖合金鋼中的硫含量需要控制在0. 035 %以內(nèi)。
[0013] 作為優(yōu)選，所述犁尖合金鋼由以下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)成分組成：C: 0. 40%-0. 44%；Mn：0. 90%-1. 20%；Si：0. 20%-〇. 35%；Cr：0. 95%-I. 10%；Mo： 0? 18% -0? 25%;S彡 0? 035%，P彡 0? 035%。
[0014] 在上述的一種改良犁尖中，所述連接部呈類圓錐臺(tái)形設(shè)置，所述工作部的橫截面 形狀呈楔形設(shè)置，連接部上與分土槽相背的外側(cè)面圓弧過渡至工作部。
[0015] 在上述的一種改良犁尖中，所述連接部與底座連為一體，在底座的四個(gè)邊角處均 開設(shè)有安裝孔。
[0016] 本發(fā)明還提供一種上述犁尖的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：
[0017] S1、將犁尖所述的原料在1560_1600°C下熔煉成鋼水；
[0018] S2、在1560-1600°C下將鋼水澆注到焙燒過的模具中，澆注時(shí)間為8-12s，澆注完 成后脫殼得犁尖坯件；
[0019] S3、將犁尖坯件進(jìn)行切割、打磨、拋光、清理得犁尖半成品；
[0020] S4、將犁尖半成品進(jìn)行熱處理，熱處理中淬火溫度為840-870°C，保溫1-3小時(shí)，然 后在380-400°C下進(jìn)行回火處理，保溫2-4小時(shí)，空冷至室溫，即可得犁尖最終產(chǎn)品。
[0021] 本發(fā)明犁尖的熱處理經(jīng)過淬火、回火可以有效提高犁尖合金鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨 性、抗疲勞強(qiáng)度以及韌性等綜合性能。淬火溫度和回火溫度以及它們的保溫時(shí)間均是犁尖 質(zhì)量和性能的影響因素，隨著淬火溫度的升高，犁尖所用的合金鋼的強(qiáng)度、硬度等逐漸提 高，但是過高的淬火溫度反而會(huì)影響犁尖合金鋼的塑性和韌性的降低；同樣地，回火溫度過 高會(huì)導(dǎo)致犁尖合金鋼的強(qiáng)度等的下降；保溫時(shí)間過長或過短均會(huì)影響犁尖成品的質(zhì)量和性 能。
[0022] 在上述犁的制備方法中，步驟S2中所述模具烘焙溫度為850-900°C，保溫0. 5-1小 時(shí)。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，工作部、連接部以及底座三者一體成型，能夠 增強(qiáng)整個(gè)犁尖的強(qiáng)度；分土槽的開設(shè)有利于對(duì)土壤進(jìn)行翻土工作，土壤深松效果明顯；本 發(fā)明犁尖的材料在低碳的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化各成分的配比使其產(chǎn)生協(xié)同作用，并通過特定 的熱處理工藝，得到抗拉強(qiáng)度高，耐磨性好，耐腐蝕性佳，使用壽命長的犁尖。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖2是圖1另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖3是圖2的俯視圖。
[0027] 圖中，10、底座；11、安裝孔；20、連接部；21、分土槽；30、工作部。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0029] 如圖1至圖3所示，本改良犁尖包括底座10以及安裝在底座10上的連接部20,連 接部20的一端與底座10固連，另一端向外彎折延伸形成工作部30,連接部20的軸心線與 工作部30的軸心線相交形成一鈍角，在連接部20面朝工作部30彎折的側(cè)壁上向內(nèi)凹陷形 成有分土槽21，分土槽21由連接部20延伸至工作部30末端，且分土槽21的兩內(nèi)側(cè)壁之間 的距離由連接部20處至工作部30處逐漸減小。
[0030] 本改良犁尖中的連接部20與工作部30呈夾角設(shè)置，能在一定程度上減小工作時(shí) 產(chǎn)生的阻力，便于進(jìn)行翻土工作。在對(duì)土壤進(jìn)行深松工作時(shí)，真正深入土壤對(duì)土壤進(jìn)行深松 的是工作部30,此時(shí)連接部20位于工作部30上方，連接部20 -方面能夠給工作部30提供 支撐作用，另一方面還能輔助工作部30進(jìn)行翻土工作。
[0031] 分土槽21的開設(shè)是為了讓翻起的土壤從工作部30末端沿著分土槽21逐漸上升， 由于連接部20與工作部30呈夾角設(shè)置，翻起的土壤在分土槽21內(nèi)上升時(shí)，不會(huì)直接掉落， 而是在上升到一定高度后才在重力作用下掉落到地面上，此時(shí)，這些翻起的土壤相比之前 在地面上的位置有了一定的位移，持續(xù)的翻土工作使得不同區(qū)域的土壤能夠相互交錯(cuò)，從 而達(dá)到深松整地的效果，更加利于后期農(nóng)作物