一种深松铲的表面强化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及属于农机触土刀具表面强化领域，特别涉及到一种深松铲的表面强化 方法。
【背景技术】
[0002] 由于传统的翻耕存在很多弊端，保护性耕作技术作为一种新型的耕作方式越来越 受到人们的重视，采用深松代替翻耕得到了广泛地推广和应用，市场对于深松铲的需求量 逐年增大。在深松作业时，深松铲的工作环境极其恶劣，受到土壤、砾石、农作物秸杆等强烈 的磨粒磨损。
[0003] 目前，我国农机刀具使用的材料多为65Mn，然后对其进行淬火回火处理，但其难 以满足日益增长的耕作强度要求，磨损严重、失效频繁，造成了不必要的材料损耗和能源浪 费，甚至耽误农时、影响农业生产。运用表面工程技术，对价格低廉的普通碳钢表面进行强 化处理，来提高其耐磨性能、延长深松铲的使用寿命对于促进农业生产、节约资源有重要的 意义。
[0004] 氧乙炔火焰喷焊技术是近几年迅速发展起来的表面强化的重要手段之一，其特点 是将高性能材料喷焊在廉价材料上，使得金属材料表面获得耐磨性能，然而喷焊层在腐蚀 磨损过程中，往往与腐蚀介质发生作用，产生腐蚀磨损，张学萍等以Ni60、Ni60+20%WC、 Ni60+35%WC三种合金粉末作为喷焊层，进行了干磨损、腐蚀磨损性能研究，结果表明，随 着合金粉末中WC含量的增高，其耐磨性、耐蚀性均得到提高（张学萍等，三种Ni-WC合金粉 末喷焊层耐磨性的研究，2000年9月第19卷第3期，46-49)。
[0005] 韩照坤等也采用火焰喷焊技术在Q235普通碳素钢基体上制备了Ni60+50WC涂层， 通过正交试验和多因素方差分析，研究了预热温度、乙炔流量、喷涂距离对涂层耐磨性的影 响，优化了喷焊工艺参数：预热温度500°C，乙炔流量1000L/h，喷涂距离25mm。利用扫描电 镜、光学显微镜、往复式摩擦磨损试验机和显微硬度计对喷焊层的显微组织、显微硬度和耐 磨性进行了测试，并与原深松铲（65Mn)进行了耐磨性对比试验。结果表明：喷焊后深松铲 的显微硬度约为原深松铲的2倍，摩擦系数约为原深松铲的1/2,使用寿命约为原深松铲的 1倍，喷焊后的深松铲具有较好的耐磨性。（韩照坤等，深松铲NiWC喷焊层耐磨性研究，河 北农业大学学报，2015年01期，）
[0006] 但是，在深松1广上面喷焊NiWC，原料价格昂贵，并不适合现有农业机械低沉本、尚 耐用的使用要求，需要提供一种物美价廉的深松铲表面强化方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种深松铲的表面强化方法。
[0008] 本发明提供的一种深松铲的表面强化方法，该方法包括以下步骤：通过氧乙炔火 焰作为热源，在深松铲表面喷焊Fe6自熔性合金粉末，并对喷焊后的涂层进行淬火处理。
[0009] 具体的，所述表面强化方法包括以下步骤：将Fe6合金粉末加入喷焊枪粉斗中，点 燃混合气体，调节乙炔的流量，得到合适的氧乙炔喷焊火焰，调节预热温度、喷涂距离、乙炔 流量，然后对深松铲进行氧乙炔火焰喷焊表面强化，强化完成后对喷焊层进行淬火处理。
[0010] 上述方法中：
[0011] 所述Fe6 合金粉末含有以下成分：C:0. 8%，Cr:7. 5%，Si:2%，Ni:32%，B:4%， 其余为Fe。
[0012] 所述喷焊枪为P6-2/h型氧乙炔火焰喷焊枪；
[0013] 所述粉末装入喷焊枪粉斗的量，一般装满，可对数十个铲尖进行连续喷焊。
[0014] 所述混合气体中：氧气的气体压力为0?3~0?5MPa，乙炔的气体压力为0?05~ 〇?IMPa，优选地，氧气的气体压力为0? 3MPa，乙炔的气体压力为0? 08MPa;
[0015]所述预热温度为250~350°C，优选为300°C;
[0016] 喷焊距离为10~20mm，优选为20mm;
[0017] 涂层淬火温度为750~850 °C，优选为800°C;
[0018]乙炔流量，16 ~18L?min\ 优选 16L?minS
[0019] 送粉量为 300g.li1。
[0020] 优选地，所述深松铲表面强化方法包括以下步骤：
[0021] 1)对深松铲基体表面喷砂粗化处理，直至出现金属光泽；
[0022] 2)用99. 5 %的丙酮溶液清洗深松铲表面，风干或吹干；
[0023] 3)将Fe6粉末加入喷焊枪粉斗中；
[0024] 4)将0. 3~0. 5MPa氧气和0. 05~0.IMPa乙炔气体通入喷枪在喷嘴处点燃，调节 氧气和乙炔气体的流量，使氧乙炔火焰达到中性焰；
[0025] 5)用氧乙炔氧化焰作为热源对深松铲表面进行预热，预热温度300°C;
[0026]6)预热完成后，按下喷枪粉阀柄进行送粉，送粉量300g?h\保持喷焊距离10~ 20mm进行氧乙炔火焰喷焊，喷焊厚度Imm左右；
[0027] 7)喷焊完成后，对涂层进行750~850 °C水冷淬火。
[0028] 本发明还提供了上述方法制备的深松铲。
[0029] 本发明提供的深松铲表面强化方法具有以下优点：
[0030] 1、基于现有技术中将铁电镀到深松铲的难度，本发明采用的原料为Fe6合金粉 末，强化材料为Fe6合金粉末，该粉末材料在500°C以下表现为较好的耐磨损、耐弱酸腐蚀 性能。相比于价格较贵的镍基、钴基等耐磨合金粉末，其原料来源广泛，价格便宜。
[0031] 2、强化工艺的研究：
[0032] 在深松铲上镀铁是一个较为便宜的方法，但是在深松铲上镀铁的方法不可行：其 一，镀铁俗称镀钢，其主要目的为尺寸的快速恢复，实现镀铬、镀镍等工艺难以达到的尺寸， 耐磨性、硬度与基体相当，达不到表面强化的目的。其二，镀铁需要专用的电镀设备，而深松 铲只需要在铲尖表面强化，而其他部位需要防护处理，工艺相对复杂。
[0033] 因此，发明人经过多次研究，最终确定采用氧乙炔喷焊方法将Fe6合金粉末喷焊 到深松铲的上面。氧乙炔喷焊NiWC粉末具有较好的耐磨性能，但实践发现，喷焊NiWC粉末 时，单位面积加热熔化时间长，易出现未融化的颗粒堆积，表面成型差，尤其随着WC含量的 增加，此现象更为明显。与喷焊NiWC粉末相比，Fe6合金粉末成本低、润湿性好、可熔性好， 成型质量高。
[0034]另外，本发明在强化工艺中，首先将火焰调成氧化焰，焰流明亮刺眼，弧短小，约为 6~8_，然后利用明亮短弧焰流对工件进行快速预热处理。当达到预热温度后将火焰调成 中性焰，即呈现内焰、外焰、焰芯三部分，按一步法（喷、熔交替）进行喷焊处理，喷焊时利用 内焰加热。。其中通过预热可以去除试件表面潮气，减小喷焊层与基体的温差，提高结合强 度，保证喷焊质量；内焰位于焰芯前2-4mm处，温度高达3000°C以上，加热快，熔融效率高。
[0035] 2、本发明提供的方法其设备简单、操作方便易行、经济性良好、易于推广应用。
【具体实施方式】
[0036] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0037] 所述Fe6合金粉末，购自上海铸宇材料科技有限公司。
[0038] 实施例1 :在深松铲表面强化方法
[0039] 1)首先对深松铲基体表面进行喷砂粗化处理，除去其表面的铁锈、油污和氧化层 等杂质，直至出现金属光泽。
[0040] 2)采用浓