[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

本發明涉及的是農機具觸土部件低碳鋼仿生表面自納米化層的制備方法，它包括制備工件；利用三維實體建模建立肋條型耐磨結構實體模型；根據得到的仿生結構尺寸參數，制備模具；采用超聲沖擊仿生表面成型設備進行工件表面沖擊，將工件放置在模具內，并裝卡在移動卡臺中；通過PLC控制系統控制移動卡臺進行X、Y軸的往復運動，通過移動卡臺的運動，依次進行對每道條形沖擊孔下工件的沖擊；將沖擊后的工件進行低溫退火，去除殘余應力；打磨工件至表面出現軟硬相間的仿生貝殼棱紋結構，得到具有仿生表面自納米化層的農機具觸土部件。本發明將表面自納米化技術與仿生表面技術相結合，增強農機具觸土部件的耐磨性能和減阻性能，效率高、成本低。

技術領域

本發明涉及的是農機具觸土部件，具體涉及的是農機具觸土部件低碳鋼仿生表面自納米化層的制備方法。

背景技術

在現代化農業生產中，農業機械被廣泛使用，農業機械化的發展給農業生產帶來了巨大改變，因而農業機械化作業的穩定性和可靠性顯得尤為重要，影響農業機械的穩定性和可靠性的因素有很多，其中主要問題在于農機具使用過程中的農業機械部件的磨損較為為嚴重，調查顯示每年因農業機械部件失效所引起的農機故障情況約占50%，而其中農業機械觸土部件發生磨損失效和斷裂失效，約占農機部件失效的80%，因此如何提高農機具觸土部件的耐磨問題對于農業機械化發展起著關鍵性的作用。農機具觸土部件在土壤中磨損形式主要為磨料磨損，農機零件中犁鏵、耙片、深松鏟、開溝器、旋耕機刀片等破碎土壤的刀具, 其磨損主要是刀刃切入土壤和破碎土塊時受到石塊、砂粒等硬磨粒的強烈磨損，針對農機具觸土部件表面磨損機理的耐磨處理工藝，國內外現有以下幾方面處理方法。

一方面國內外現有方法大多是一種增材處理方法，在其農機具表面形成一種耐磨層，例如：堆焊、熔覆、熱噴涂技術等，可以實現增強農機具觸土部件的耐磨性能。但其主要存在的缺點是農機具表面與耐磨層不易結合，易斷裂，并且操作復雜，成本高等。

另一方面國內外針對增加農機具表面耐磨性能方法還有仿生表面處理技術，其主要根據自然界中動植物適應生存所進化出具有特殊功能的器官和體表結構來對于材料表面進行仿生處理，仿生表面主要可以使農機具觸土部件表面實現減小土壤的粘附性，降低土壤阻力的能力，以達到增加其耐磨性能。但其主要加工成型方法大多為機械加工、化學加工方法等，具有加工復雜，成本高等缺點。

發明內容

本發明的目的是提供農機具觸土部件低碳鋼仿生表面自納米化層的制備方法，這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用于解決現有技術中仿生表面處理技術對農機具觸土部件處理時加工復雜、效率低、成本高的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這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：

（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，模具用于沖擊貝殼棱紋形狀，該模具為長方形槽體，槽底間隔設置條形沖擊孔，條形沖擊孔寬度d為5mm，兩個條形沖擊孔之間距離為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，沖機槍固定在固定移動架上，將工件放置在模具的槽體內，并裝卡在移動卡臺上的凹槽中；