一种具有梯度耐磨涂层的刀具及其制备方法和旋耕机技术

本发明专利技术涉及农机装备技术领域，尤其是涉及一种具有梯度耐磨涂层的刀具及其制备方法和旋耕机。所述具有梯度耐磨涂层的刀具，包括刀具基体和附着于刀具基体表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层包括由基体表面方向起依次交替设置的涂层A和涂层B；所述涂层A中含有YG8颗粒；所述涂层B中含有金刚石微粉；其中YG8颗粒的尺寸大于金刚石微粉的尺寸。所述制备方法包括：在预处理的刀具表面喷涂所述耐磨涂层。本发明专利技术采用两种涂层交替构成刀具的梯度耐磨涂层，与堆焊法相比，涂层热应力小，刀具基体无裂纹的萌生和扩展，与常规制备法相比，涂层较厚，耐磨性能好。

A cutting tool with gradient wear-resistant coating and its preparation method and rotary cultivator

The invention relates to the technical field of agricultural machinery equipment, in particular to a cutter with gradient wear-resistant coating, a preparation method and a rotary cultivator. The cutter with gradient wear-resistant coating includes a cutter base and a wear-resistant coating attached to the cutter base surface. The wear-resistant coating includes a coating a and a coating B arranged alternately from the direction of the substrate surface; the coating a contains YG8 particles; the coating B contains diamond micro powder; wherein, the size of YG8 particles is larger than that of diamond micro powder. The preparation method comprises the following steps: spraying the wear-resistant coating on the surface of the pretreated tool. The gradient wear-resistant coating of the cutting tool is formed by two kinds of coating alternately. Compared with the surfacing method, the coating has small thermal stress and no crack initiation and propagation on the cutting tool base. Compared with the conventional preparation method, the coating is thick and has good wear-resistant performance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有梯度耐磨涂层的刀具及其制备方法和旋耕机
本专利技术涉及农机装备
，尤其是涉及一种具有梯度耐磨涂层的刀具及其制备方法和旋耕机。
技术介绍
旋耕刀是旋耕机的重要零件，同时又是主要损耗件。旋耕刀的性能将直接影响旋耕机的工作效率、使用寿命和经济效益。旋耕刀的磨损及更换，每年造成很大损失。因此，采用表面技术在旋耕刀表面制备耐磨涂层具有重要意义。目前，采用表面技术在旋耕刀工作面制备耐磨涂层的应用较少，但在某些零件工作面制备耐磨涂层的应用却很普遍。常用的表面技术有物理气相沉积法、化学气相沉积法、热喷涂法、堆焊法以及近年开发的钎涂法。前几种方法获得的耐磨层厚度受限，而钎涂法能获得厚度范围较大的涂层。另外，钎涂法所用设备简单、工艺灵活性较高，能以较低的成本在工件表面制备具有耐磨损、耐腐蚀等优异性能的表面功能涂层。目前刀具涂层中硬质相均布程度不高，特别是靠近刀具基体处涂层中硬质相易于浮在涂层表面，导致涂层性能下降；涂层表面光滑程度较差，影响刀具工作效率。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种具有梯度耐磨涂层的刀具，以解决现有技术中存在的刀具工作效率低技术问题。本专利技术的第二目的在于提供一种具有梯度耐磨涂层的刀具的制备方法，操作简单，可重复性好。本专利技术的第三目的在于提供一种旋耕机，含有上述具有梯度耐磨涂层的刀具，能够有效提高旋耕刀的使用寿命，提高工作效率。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种具有梯度耐磨涂层的刀具，包括刀具基体和附着于刀具基体表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层包括由基体表面方向起依次交替设置的涂层A和涂层B；所述涂层A中含有YG8颗粒；所述涂层B中含有金刚石微粉；其中YG8颗粒的尺寸大于金刚石微粉的尺寸。碳化物作为增强相，其耐磨性能仍然有很大差距，且其颗粒一般较大，突出涂层表面，涂层表面光滑度差，影响刀具工作效率。相对而言，金刚石微粉的硬度高、耐磨性好，作为增强相能够提高涂层的性能。本专利技术的刀具，涂层由含有两种不同颗粒的涂层交替构成刀具的梯度耐磨涂层，涂层最内层硬质相为大颗粒的YG8颗粒，涂层最外层的硬质相为小颗粒的金刚石微粉，大颗粒的YG8颗粒不易浮在表面，刀具基体处硬质相均布程度提高，小颗粒的金刚石微粉的表面涂层光滑，不易缠绕杂草，有效提升刀具的耐磨性能和使用寿命。本专利技术的刀具优选为旋耕刀。在本专利技术一优选实施方式中，所述涂层A和涂层B中还包括钎料。优选的，所述涂层A还包括镍基钎料。所述涂层B还包括镍基钎料。在本专利技术一优选实施方式中，所述涂层A中包括按重量份数计的YG8颗粒20-35份和镍基钎料65-80份。如在不同实施方式中，涂层A所采用的材料中，YG8颗粒的用量可以为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份和35份等等。镍基钎料的用量可以为65份、66份、67份、68份、69份、70份、71份、72份、73份、74份、75份、76份、77份、78份、79份和80份等等。采用YG8颗粒与镍基钎料混合得到涂层材料，采用喷涂等方式形成涂层A。其中混合方式可采用机械合金化法。在本专利技术一优选实施方式中，涂层B中包括按重量份数计的金刚石微粉8-12份和镍基钎料88-92份。如在不同实施方式中，涂层B所采用的材料中，金刚石微粉的用量可以为8份、9份、10份、11份和12份等等。镍基钎料的用量可以为88份、89份、90份、91份和92份等等。采用金刚石微粉与镍基钎料混合得到另一涂层材料，采用喷涂等方式形成涂层B。其中混合方式可采用机械合金化法。可选的，所述镍基钎料包括BNi72CrP钎料、BNi76CrP钎料和BNi65CrP钎料中的任一种或多种。镍基钎料的粒度可以为180-300目，优选为200-300目。可选的，所述YG8颗粒的粒度为60-80目。可选的，所述金刚石微粉的粒度为200-325目，优选为250-300目。可选的，所述耐磨涂层的厚度为1.5-5mm。如在不同实施方式中，耐磨涂层的厚度可以为1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm和5mm等等。在本专利技术一优选实施方式中，每个所述涂层A的厚度为0.2-0.3mm；每个所述涂层B的厚度为0.15-0.2mm。本专利技术还提供了一种具有梯度耐磨涂层的刀具的制备方法，包括如下步骤：在预处理的刀具表面喷涂所述耐磨涂层。优选的，所述喷涂的方法包括超音速火焰喷涂。常规钎涂法制备的金刚石涂层较薄，耐磨性能不能达到要求；堆焊法可制备较厚的金刚石涂层，但堆焊温度高，金刚石易石墨化，且涂层应力大，易促使裂纹萌生和扩展。而采用超音速火焰喷涂，加热速率快，对母材和金刚石微粉的热损伤小，涂层制备后无需热处理。在本专利技术一优选实施方式中，耐磨涂层的厚度为1.5-5mm。每个涂层A的厚度为0.2-0.3mm，每个涂层B的弧度为0.15-0.2mm。如在实际操作中，在预处理的刀具表面喷涂一层涂层A，然后在涂层A表面喷涂一层涂层B，重复前述步骤，直至耐磨涂层的厚度在1.5-5mm范围内。可选的，采用耐高温材料保护刀具的非喷涂区域。可根据实际需求，避免对非喷涂区域造成误喷。优选的，所述耐高温材料包括石墨乳。在喷涂前，可对待喷涂区域进行预热。在本专利技术一优选实施方式中，所述超音速火焰喷涂的条件包括：喷枪枪口与刀具基体表面距离15-25cm；喷枪移动速度为10±2m/min；航空煤油18±2L/h；氧气流量为720±20L/min；氮气流量为10±2L/min；涂层材料流量为52±2g/min。在本专利技术一优选实施方式中，所述预处理的方法包括：将刀具清洁、喷砂后干燥。本专利技术还提供了一种含有上述刀具的旋耕机。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术采用两种涂层交替构成刀具的梯度耐磨涂层，与堆焊法相比，涂层热应力小，刀具基体无裂纹的萌生和扩展，与常规制备法相比，涂层较厚，耐磨性能好；(2)本专利技术交替的涂层中，内部涂层含大颗粒YG8，外部涂层焊小颗粒金刚石微粉，大颗粒YG8不易浮在表面，使刀具基体处硬质相均布程度提高；小颗粒金刚石微粉的表面涂层光滑，不易缠绕杂草，有效提升刀具的耐磨性能和使用寿命；(3)本专利技术采用超音速火焰喷涂方法制备梯度涂层，加热速度快、木材和金刚石微粉的热损伤小，涂层制备后无需热处理，实现了涂层的制备与热处理一体化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有梯度耐磨涂层的刀具，其特征在于，包括刀具基体和附着于刀具基体表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层包括由基体表面方向起依次交替设置的涂层A和涂层B；/n所述涂层A中含有YG8颗粒；所述涂层B中含有金刚石微粉；/n其中YG8颗粒的尺寸大于金刚石微粉的尺寸。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有梯度耐磨涂层的刀具，其特征在于，包括刀具基体和附着于刀具基体表面的耐磨涂层，所述耐磨涂层包括由基体表面方向起依次交替设置的涂层A和涂层B；
所述涂层A中含有YG8颗粒；所述涂层B中含有金刚石微粉；
其中YG8颗粒的尺寸大于金刚石微粉的尺寸。


2.根据权利要求1所述的具有梯度耐磨涂层的刀具，其特征在于，所述YG8颗粒的粒度为60-80目；
优选的，所述金刚石微粉的粒度为200-325目；
更优选的，所述金刚石微粉的粒度为250-300目。


3.根据权利要求1所述的具有梯度耐磨涂层的刀具，其特征在于，所述涂层A和涂层B中还包括钎料；
优选的，所述涂层A中包括镍基钎料；
优选的，所述涂层B中包括镍基钎料；
更优选的，所述镍基钎料包括BNi72CrP钎料、BNi76CrP钎料和BNi65CrP钎料中的任一种或多种；
优选的，所述钎料的粒度为180-300目。


4.根据权利要求1-3任一项所述的具有梯度耐磨涂层的刀具，其特征在于，所述涂层A中包括按重量份数计的YG8颗粒20-35份和镍基钎料65-80份。


5.根据权利要求1-3任一项所述的具有梯度耐磨涂层的刀具，其特征在于，所述涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙伟民，钟素娟，纠永涛，黄俊兰，孙华为，秦建，路全彬，董显，
申请(专利权)人：中机智能装备创新研究院宁波有限公司，郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33