本发明涉及农业机械设备技术领域，具体涉及一种农业机械用高强耐磨滚轮。
背景技术：
农业机械设备中大多需要强硬的滚轮装置，现有的滚轮生产大多为通过原始的粘土砂造型、浇注铁液获得毛坯，然后经过清理喷涂防锈漆得到滚轮成品。但这种生产工艺较为粗糙，获得的农机配件毛坯外观平整度差、砂眼气孔多、废品多、强度低、易磨损，难以满足高强度耐磨产品的特殊要求。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种农业机械用高强度耐磨滚轮，具有良好的耐磨防腐性，相较于传统铸铁滚轮强硬性更好，有效延长了使用周期。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种农业机械用高强耐磨滚轮，由内向外依次为轮体、强化层和防护层，所述轮体为采用砂型铸造的合金铸铁，所述强化层为zn-al复合陶瓷基，所述防护层为纳米累托石-环氧树脂复合涂层，其中强化层厚度为68-75μm，防护层厚度为0.18-0.24mm。
优选的，所述zn-al复合陶瓷基的材料制备步骤如下：将陶瓷粉加入行星式球磨机内，然后再将适量氧化锌粉末、氧化铝粉末按物质的量比0.5:1共混加入其中，球磨24-32h，取出干燥即可。
优选的，所述氧化锌粉末、氧化铝粉末总添加质量为陶瓷粉质量的5-15％。
优选的，所述纳米累托石-环氧树脂复合涂层的材料制备步骤如下：将纳米累托石与占其质量3-6％的十六烷基三甲基溴化铵共混，然后向其中加入纳米累托石质量5-8倍的蒸馏水，先在50℃条件下搅拌30min，然后升温至90℃条件下搅拌15-30min，再降温至75-80℃，将一定量环氧树脂以及占环氧树脂质量0.8-1.2％的kh-560加入其中，保温搅拌25-30min，再降温至30℃，向其中加入环氧树脂质量25-28％的600低分子聚酰胺，保温搅拌15-20min即可。
优选的，所述纳米累托石添加质量为环氧树脂质量的6.5-7.2％。
优选的，农业机械用高强耐磨滚轮，制备步骤如下：采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将zn-al复合陶瓷基喷涂在合金铸铁表面，梯度升温扩散2h，然后在惰性氛围下350-400℃保温2-2.5h，然后以50-60℃/h降温至室温，再将纳米累托石-环氧树脂复合涂层涂覆在其表面，烘干即得农业机械用高强耐磨滚轮。
优选的，所述梯度升温扩散具体为先在680℃扩散30min，然后在710℃扩散1h，最后在740℃扩散30min。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明制得的产品具有良好的耐磨防腐性，相较于传统铸铁滚轮强硬性更好，有效延长了使用周期。通过在铸铁轮体表面扩散渗入强化层有效提高了本体的强度和硬度，采用氧化锌、氧化铝掺杂陶瓷粉，在稳定陶瓷空间构型的同时，有助于提高防腐性，配合外层防护层防腐耐磨性更强，且加强了强化层和防护层之间的粘结力，涂层更为均匀平整，美观性强。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种农业机械用高强耐磨滚轮，由内向外依次为轮体、强化层和防护层，所述轮体为采用砂型铸造的合金铸铁，所述强化层为zn-al复合陶瓷基，所述防护层为纳米累托石-环氧树脂复合涂层，其中强化层厚度为72μm，防护层厚度为0.22mm。
其中，zn-al复合陶瓷基的材料制备步骤如下：将陶瓷粉加入行星式球磨机内，然后再将适量氧化锌粉末、氧化铝粉末按物质的量比0.5:1共混加入其中，球磨26h，取出干燥即可。氧化锌粉末、氧化铝粉末总添加质量为陶瓷粉质量的8％。
纳米累托石-环氧树脂复合涂层的材料制备步骤如下：将纳米累托石与占其质量3.5％的十六烷基三甲基溴化铵共混，然后向其中加入纳米累托石质量6倍的蒸馏水，先在50℃条件下搅拌30min，然后升温至90℃条件下搅拌20min，再降温至75℃，将一定量环氧树脂以及占环氧树脂质量0.9％的kh-560加入其中，保温搅拌25min，再降温至30℃，向其中加入环氧树脂质量25％的600低分子聚酰胺，保温搅拌15min即可。纳米累托石添加质量为环氧树脂质量的6.8％。
农业机械用高强耐磨滚轮，制备步骤如下：采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将zn-al复合陶瓷基喷涂在合金铸铁表面，梯度升温扩散2h，然后在惰性氛围下350℃保温2.5h，然后以50℃/h降温至室温，再将纳米累托石-环氧树脂复合涂层涂覆在其表面，烘干即得农业机械用高强耐磨滚轮。梯度升温扩散具体为先在680℃扩散30min，然后在710℃扩散1h，最后在740℃扩散30min。
实施例2：
一种农业机械用高强耐磨滚轮，由内向外依次为轮体、强化层和防护层，所述轮体为采用砂型铸造的合金铸铁，所述强化层为zn-al复合陶瓷基，所述防护层为纳米累托石-环氧树脂复合涂层，其中强化层厚度为68μm，防护层厚度为0.2mm。
其中，zn-al复合陶瓷基的材料制备步骤如下：将陶瓷粉加入行星式球磨机内，然后再将适量氧化锌粉末、氧化铝粉末按物质的量比0.5:1共混加入其中，球磨28h，取出干燥即可。氧化锌粉末、氧化铝粉末总添加质量为陶瓷粉质量的10％。
纳米累托石-环氧树脂复合涂层的材料制备步骤如下：将纳米累托石与占其质量4％的十六烷基三甲基溴化铵共混，然后向其中加入纳米累托石质量7倍的蒸馏水，先在50℃条件下搅拌30min，然后升温至90℃条件下搅拌25min，再降温至75℃，将一定量环氧树脂以及占环氧树脂质量1％的kh-560加入其中，保温搅拌25min，再降温至30℃，向其中加入环氧树脂质量26％的600低分子聚酰胺，保温搅拌20min即可。纳米累托石添加质量为环氧树脂质量的6.5％。
农业机械用高强耐磨滚轮，制备步骤如下：采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将zn-al复合陶瓷基喷涂在合金铸铁表面，梯度升温扩散2h，然后在惰性氛围下380℃保温2.3h，然后以60℃/h降温至室温，再将纳米累托石-环氧树脂复合涂层涂覆在其表面，烘干即得农业机械用高强耐磨滚轮。梯度升温扩散具体为先在680℃扩散30min，然后在710℃扩散1h，最后在740℃扩散30min。
实施例3：
一种农业机械用高强耐磨滚轮，由内向外依次为轮体、强化层和防护层，所述轮体为采用砂型铸造的合金铸铁，所述强化层为zn-al复合陶瓷基，所述防护层为纳米累托石-环氧树脂复合涂层，其中强化层厚度为73μm，防护层厚度为0.18mm。
其中，zn-al复合陶瓷基的材料制备步骤如下：将陶瓷粉加入行星式球磨机内，然后再将适量氧化锌粉末、氧化铝粉末按物质的量比0.5:1共混加入其中，球磨24h，取出干燥即可。氧化锌粉末、氧化铝粉末总添加质量为陶瓷粉质量的5％。
纳米累托石-环氧树脂复合涂层的材料制备步骤如下：将纳米累托石与占其质量3％的十六烷基三甲基溴化铵共混，然后向其中加入纳米累托石质量5倍的蒸馏水，先在50℃条件下搅拌30min，然后升温至90℃条件下搅拌15min，再降温至80℃，将一定量环氧树脂以及占环氧树脂质量0.8％的kh-560加入其中，保温搅拌30min，再降温至30℃，向其中加入环氧树脂质量26％的600低分子聚酰胺，保温搅拌20min即可。纳米累托石添加质量为环氧树脂质量的7.1％。
农业机械用高强耐磨滚轮，制备步骤如下：采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将zn-al复合陶瓷基喷涂在合金铸铁表面，梯度升温扩散2h，然后在惰性氛围下360℃保温2.3h，然后以60℃/h降温至室温，再将纳米累托石-环氧树脂复合涂层涂覆在其表面，烘干即得农业机械用高强耐磨滚轮。梯度升温扩散具体为先在680℃扩散30min，然后在710℃扩散1h，最后在740℃扩散30min。
实施例4：
一种农业机械用高强耐磨滚轮，由内向外依次为轮体、强化层和防护层，所述轮体为采用砂型铸造的合金铸铁，所述强化层为zn-al复合陶瓷基，所述防护层为纳米累托石-环氧树脂复合涂层，其中强化层厚度为75μm，防护层厚度为0.22mm。
其中，zn-al复合陶瓷基的材料制备步骤如下：将陶瓷粉加入行星式球磨机内，然后再将适量氧化锌粉末、氧化铝粉末按物质的量比0.5:1共混加入其中，球磨30h，取出干燥即可。氧化锌粉末、氧化铝粉末总添加质量为陶瓷粉质量的12％。
纳米累托石-环氧树脂复合涂层的材料制备步骤如下：将纳米累托石与占其质量5％的十六烷基三甲基溴化铵共混，然后向其中加入纳米累托石质量7倍的蒸馏水，先在50℃条件下搅拌30min，然后升温至90℃条件下搅拌20min，再降温至80℃，将一定量环氧树脂以及占环氧树脂质量1.2％的kh-560加入其中，保温搅拌30min，再降温至30℃，向其中加入环氧树脂质量28％的600低分子聚酰胺，保温搅拌20min即可。纳米累托石添加质量为环氧树脂质量的7.2％。
农业机械用高强耐磨滚轮，制备步骤如下：采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将zn-al复合陶瓷基喷涂在合金铸铁表面，梯度升温扩散2h，然后在惰性氛围下390℃保温2h，然后以50℃/h降温至室温，再将纳米累托石-环氧树脂复合涂层涂覆在其表面，烘干即得农业机械用高强耐磨滚轮。梯度升温扩散具体为先在680℃扩散30min，然后在710℃扩散1h，最后在740℃扩散30min。
实施例5：
一种农业机械用高强耐磨滚轮，由内向外依次为轮体、强化层和防护层，所述轮体为采用砂型铸造的合金铸铁，所述强化层为zn-al复合陶瓷基，所述防护层为纳米累托石-环氧树脂复合涂层，其中强化层厚度为70μm，防护层厚度为0.24mm。
其中，zn-al复合陶瓷基的材料制备步骤如下：将陶瓷粉加入行星式球磨机内，然后再将适量氧化锌粉末、氧化铝粉末按物质的量比0.5:1共混加入其中，球磨32h，取出干燥即可。氧化锌粉末、氧化铝粉末总添加质量为陶瓷粉质量的15％。
纳米累托石-环氧树脂复合涂层的材料制备步骤如下：将纳米累托石与占其质量6％的十六烷基三甲基溴化铵共混，然后向其中加入纳米累托石质量8倍的蒸馏水，先在50℃条件下搅拌30min，然后升温至90℃条件下搅拌30min，再降温至75℃，将一定量环氧树脂以及占环氧树脂质量1％的kh-560加入其中，保温搅拌30min，再降温至30℃，向其中加入环氧树脂质量26％的600低分子聚酰胺，保温搅拌15min即可。纳米累托石添加质量为环氧树脂质量的7％。
农业机械用高强耐磨滚轮，制备步骤如下：采用冷喷涂扩散渗镀工艺，将zn-al复合陶瓷基喷涂在合金铸铁表面，梯度升温扩散2h，然后在惰性氛围下400℃保温2h，然后以60℃/h降温至室温，再将纳米累托石-环氧树脂复合涂层涂覆在其表面，烘干即得农业机械用高强耐磨滚轮。梯度升温扩散具体为先在680℃扩散30min，然后在710℃扩散1h，最后在740℃扩散30min。
将本发明实施例制得的产品进行性能测试，硬度为414hv，可吸收冲击功为46.8j，抗盐雾腐蚀性(出现锈迹)为380h(单独合金铸铁72h开始出锈)，抗拉强度为516mpa，屈服强度为406.7mpa。(以上数据为本发明实施例平均值)
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。