农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法技术

本发明专利技术涉及激光增材制造技术领域，提供一种农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法，包括：将多个待加工的农机刃具进行堆叠，并夹紧约束形成刃具堆叠体；将刃具堆叠体放置在基板上，第一加工面朝上，作为熔覆表面；在第一加工面采用多道次增材打印2层熔覆层，形成三角体结构第一涂层结构，其厚度梯度变化；将刃具堆叠体翻转90

【技术实现步骤摘要】
农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法


[0001]本专利技术涉及
，具体而言涉及一种。

技术介绍

[0002]农机刃具则是现代农业发展的重中之重。农机刃具的发展是推动农业机械进步的强大推动力，是提高农业的发展首要任务。目前，国内外都在努力研究和应用提高农机刃具的新技术和新工艺。农业机械中的割草机草片、农业深松铲、犁铧、旋耕机刀片、微耕机刀、农业收获机刀具等，长时间作物。土壤、砂石和碎片等接触，农机刃具主要失效形式为磨损。
[0003]目前，堆焊技术是现阶段提高农机刃具耐磨性最为常用的技术，但其存在热影响区大，工件易变形等问题，所以对农机部件的厚度和表面形状具有挑剔性，尤其是针对稍扁平的刃具的加工改性，容易产生热应力导致变形、内部开裂等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨熔覆层的简易高效方法，可实现自动化工业生产，熔覆成型精度高，熔覆层表面平整度高满足使用要求不需要后处理，降低生产成本缩短加工周期，为低成本高效率解决高性能农机刃具生产问题提供加工方案。
[0005]根据本专利技术目的的第一方面提出一种农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法，包括以下步骤：
[0006]将多个待加工的农机刃具进行堆叠，并通过工装进行夹紧约束，形成刃具堆叠体；其中每个农机刃具的涂层加工面为长边工作面以及与长边工作面直接连接的刃具顶面，通过对农机刃具的堆叠，使得多个刃具的长边工作面堆叠形成刃具堆叠体的第一加工面，多个刃具的顶面堆叠形成刃具堆叠体的第二加工面，第一加工面与第二加工面邻接；
[0007]将刃具堆叠体放置在基板上，第一加工面朝上，作为熔覆表面；
[0008]根据农机刃具的长边工作面形状规划在第一加工面的熔覆轨迹、激光扫描工艺以及送粉工艺，并据此在保护气体环境下进行激光熔覆增材，在多个农机刃具的长边工作面采用多道次增材的方式打印2层熔覆层，形成三角体结构的第一涂层结构，其厚度梯度变化；所述第一涂层结构的较厚的一边位于与第二加工面邻接的端面位置，形成在第二加工面制备第二涂层结构的支撑结构；
[0009]将刃具堆叠体翻转90
°
，第二加工面朝上，作为熔覆表面；
[0010]根据农机刃具的刃具顶面形状规划在第二加工面的熔覆轨迹、激光扫描工艺以及送粉工艺，并据此在保护气体环境下进行激光熔覆增材，在多个农机刃具的刃具顶面采用多道次增材的方式打印1层熔覆层，形成三角体结构的第二涂层结构，其厚度梯度变化；所述第二涂层结构的较厚的一边位于与第一加工面邻接的端面位置；
[0011]通过气动式冲击铲冲击农机刃具背部空隙，将每个农机刃具分离。
[0012]作为可选的实施方式，三角体结构的第一涂层结构中，涂层最大厚度为3mm，最小
厚度为0.15mm，长度为50mm；熔覆道次为20道次；
[0013]激光扫描工艺包括：选用激光功率1300W
‑
2000W，激光束采用圆形光斑，光斑直径5mm，扫描线速度10
‑
30mm/s，搭接率50％，氩气保护流量40
‑
50ml/min；
[0014]送粉工艺包括20道次的送粉，送粉量成连续梯度变化趋势。
[0015]作为可选的实施方式，所述三角体结构的第二涂层结构中，涂层最大厚度为1.5mm，最小厚度为0.15mm，长度为25mm；熔覆道次为10道次。
[0016]激光扫描工艺包括：选用激光功率1300W
‑
2000W，激光束采用圆形光斑，光斑直径5mm，扫描线速度10
‑
30mm/s，搭接率50％，氩气保护流量40
‑
50ml/min；
[0017]送粉工艺包括10道次的送粉，送粉量成连续梯度变化趋势。
[0018]根据本专利技术目的的第二方面还提出一种利用前述方法制备的农机刃具表面高硬度耐磨涂层结构。
[0019]由以上技术方案，本专利技术提出的农机刃具表面高硬度耐磨涂层激光熔覆制备方法，通过批量化装夹方式实现流水线生产，不仅解决单个刀具制备熔覆层热输入量大导致开裂问题，还提高生产效率，通过调节送粉量匹配合适的熔覆层厚度实现梯度耐磨涂层制备，减少后处理工序，提高生产效率，缩短生产周期。
[0020]应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。
[0021]结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
[0022]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：
[0023]图1是本专利技术实施例的农机刃具表面高硬度耐磨涂层激光熔覆制备系统的示意图。
[0024]图2是本专利技术实施例的农机刃具表面制备的高硬度耐磨涂层的示意图。
[0025]图3是本专利技术实施例的农机刃具表面制备高硬度耐磨涂层的过程示意图。
[0026]图4是本专利技术实施例的农机刃具的实物结构示意图。
[0027]图5是本专利技术实施例的农机刃具进行垂直码放堆叠形成的刃具堆叠体的实物结构示意图。
[0028]图6是本专利技术实施例的刃具堆叠体进行激光熔覆增材加工的示意图。
[0029]图7是本专利技术实施例的刃具堆叠体表面制备涂层结构的示意图。
[0030]图8是本专利技术实施例的刃具堆叠体的农机刃具分离后的单个农机刃具表面制备的涂层结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
[0032]在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。
[0033]如图1所示的农机刃具表面高硬度耐磨涂层激光熔覆制备系统，包括激光熔覆头1、控制柜3、熔覆加工控制系统4以及载气式送粉器5。图1中10表示单个的农机刃具，多个农机刃具垂直码放堆叠在一起，构成一个刃具堆叠体100，如图5、6所示。
[0034]在可选的实施例中，可根据农机刃具的形状以及尺寸确定堆叠的数量，通常选取3
‑
10个进行堆叠，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法，其特征在于，包括以下步骤：将多个待加工的农机刃具进行堆叠，并通过工装进行夹紧约束，形成刃具堆叠体；其中每个农机刃具的涂层加工面为长边工作面以及与长边工作面直接连接的刃具顶面，通过对农机刃具的堆叠，使得多个刃具的长边工作面堆叠形成刃具堆叠体的第一加工面，多个刃具的顶面堆叠形成刃具堆叠体的第二加工面，第一加工面与第二加工面邻接；将刃具堆叠体放置在基板上，第一加工面朝上，作为熔覆表面；根据农机刃具的长边工作面形状规划在第一加工面的熔覆轨迹、激光扫描工艺以及送粉工艺，并据此在保护气体环境下进行激光熔覆增材，在多个农机刃具的长边工作面采用多道次增材的方式打印2层熔覆层，形成三角体结构的第一涂层结构，其厚度梯度变化；所述第一涂层结构的较厚的一边位于与第二加工面邻接的端面位置，形成在第二加工面制备第二涂层结构的支撑结构；将刃具堆叠体翻转90
°
，第二加工面朝上，作为熔覆表面；根据农机刃具的刃具顶面形状规划在第二加工面的熔覆轨迹、激光扫描工艺以及送粉工艺，并据此在保护气体环境下进行激光熔覆增材，在多个农机刃具的刃具顶面采用多道次增材的方式打印1层熔覆层，形成三角体结构的第二涂层结构，其厚度梯度变化；所述第二涂层结构的较厚的一边位于与第一加工面邻接的端面位置；通过气动式冲击铲冲击农机刃具背部空隙，将每个农机刃具分离。2.根据权利要求1所述的农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法，其特征在于，所述第一涂层结构和第二涂层结构的激光熔覆增材过程中，激光熔覆轨迹采用往复方式。3.根据权利要求1所述的农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法，其特征在于，所述第一涂层结构的激光熔覆增材过程中，激光熔覆的每一道次为依次跨越农机刃具的长边工作面，在完成该道次下的堆叠的所有农机刃具的长边工作面的加工后，激光熔覆头转动180度，进行下一道次的加工，其中相邻道次的搭接率为40％
‑
50％。4.根据权利要求1或2所述的农机刃具激光熔覆制备高硬度耐磨涂层方法，其特征在于，所述第二涂层结构的激光熔覆增材过程中，激光熔覆的每一道次为依次跨越农机刃具的刃具顶面，在完成该道次下的堆叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈浩，蒋士春，周文超，张华健，邢飞，锁红波，
申请(专利权)人：南京中科煜宸激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：