[發明專利]農機具觸土部件低碳鋼仿生表面自納米化層的制備方法

有效

• 申請號: 201910441321.8
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110157876B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 李慶達;張平;王志明;胡軍;董曉威;韓霞;趙勝雪
• 申請（專利權）人: 黑龍江八一農墾大學
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D1/26;C21D1/74;C21D10/00;B24B1/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

1.一種農機具觸土部件低碳鋼仿生表面自納米化層的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（一）取適宜尺寸試樣低碳鋼進行高溫退火860℃，退火過程中使用氬氣充當保護氣，保溫180min，退火處理后利用砂紙研磨試樣表面，直至表面打磨光滑，粗糙度范圍Ra0.8～Ra1.6，得到工件；

（二）結合仿生櫛孔貝殼，利用三維實體建模建立肋條型耐磨結構實體模型，得出其最優尺寸參數，肋條寬d=5mm，肋條高h=1.3mm，且每兩肋條之間距離d=6.5mm；

（三）根據得到的仿生結構尺寸參數，制備模具（6），模具（6）用于沖擊貝殼棱紋形狀，該模具（6）為長方形槽體，槽底間隔設置條形沖擊孔（8），條形沖擊孔（8）寬度d為5mm，兩個條形沖擊孔（8）之間距離為6.5mm；

（四）采用超聲沖擊仿生表面成型設備進行工件表面沖擊，沖擊槍（2）固定在固定移動架（4）上，將工件（7）放置在模具（6）的槽體內，并裝卡在移動卡臺（5）上的凹槽中；

（五）選定沖擊設備參數，輸入電流為0～2.5A，工作頻率為20Khz～30Khz，沖擊振幅為20μm～40μm，每道條形沖擊孔（8）的沖擊時間為1min～15min；調整沖擊頭與工件（7）的距離，沖擊時通過PLC控制系統（1）控制移動卡臺（5）進行X、Y軸的往復運動，實現控制工件（7）的行走軌跡，行走速度為5mm/s～9mm/s，通過移動卡臺（5）的運動，實現沖擊槍（2）對模具仿生條形沖擊孔下工件（7）的沖擊，依次進行對每道條形沖擊孔下工件（7）的沖擊；

（六）將沖擊后的工件（7）進行低溫退火，保溫30min，去除殘余應力；

（七）退火后將工件進行表面打磨，直至工件表面出現軟硬相間的仿生貝殼棱紋結構，棱紋高度為1.3mm，得到具有仿生表面自納米化層的農機具觸土部件（11）。

2.根據權利要求1所述的農機具觸土部件低碳鋼仿生表面自納米化層的制備方法，其特征在于：所述的步驟一具體為：取適宜尺寸試樣低碳鋼Q235進行高溫退火860℃，退火過程中使用氬氣充當保護氣，保溫180min，退火處理后利用200～1200號砂紙研磨試樣表面，直至表面打磨光滑。

3.根據權利要求2所述的農機具觸土部件低碳鋼仿生表面自納米化層的制備方法，其特征在于：所述的具有仿生表面自納米化層的農機具觸土部件（11）安裝于轉軸（10）上，轉軸（10）由電機（9）帶動運轉，轉軸（10）插入到試驗箱內土壤（12）中，試驗箱的箱頂設置有進氣孔（13），進氣孔（13）連接外部氣源，構成土壤摩擦磨損試驗臺，對具有仿生表面自納米化層的農機具觸土部件進行性能測試。