一种可更换刀刃的超弹性旋耕刀具结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种可更换刀刃的超弹性旋耕刀具结构及其制造方法。所述旋耕刀刀身和刀刃采用不同材料制造。刀身为镍钛钼铌铁形状记忆合金，刀刃为超高强装甲钢。刀刃与刀身采用搭接结构连接。搭接面上涂敷钎焊料，加热钎焊料熔化，实现两者钎焊连接。再沿两搭接边每间隔20mm用电焊点焊加固。刀刃磨损或刀身断裂失效后，用角磨机磨开点焊焊点，将旋耕刀加热到钎焊料熔化温度，刀刃与刀身脱离，更换新的刀刃或刀身。与传统的旋耕刀相比，本发明专利技术的旋耕刀刀身具有超弹性和记忆功能。刀口材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度均大幅度提高，表面渗硫后还具有减磨功能。采用该钢材制造的旋耕刀更耐磨损，不易造成刀刃的崩塌和折断。刀刃磨损后更换方便，制造成本低，使用寿命更长，可显著提高旋耕机工作的质量和效率。可显著提高旋耕机工作的质量和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种可更换刀刃的超弹性旋耕刀具结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种农机触土刀具，具体涉及一种可更换刀刃的超弹性旋耕刀具结构及其制造方法。属于农业机械领域。

技术介绍

[0002]旋耕机是一种体积小，适合山区长条块田或梯田使用的耕作机械。旋耕机在农用种植中的广泛应用，提高了农业生产效率，使人们摆脱手工翻地种植的时代，也大大解放了劳动力。农机触土刀具服役工况恶劣，所用钢材要求具有优异的机械性能。随着农业机械向大型化、轻型化发展，对上述性能的要求尤为突出。旋耕刀是旋耕机主要的部件，呈刀状，因此称旋耕刀。按结构形式分为楔形刀，弯刀和直角刀三种。旋耕刀是旋耕机作业最主要的受力部件，也是最易折断，最易受磨损的部件，其性能直接影响旋耕机的作业效率和耕作质量。在翻土作业时，旋耕刀直接与土壤中的碎土、砂石、农作物残茬，等产生摩擦并磨损，而土壤中的化肥、农药、腐蚀物等酸性介质对旋耕刀的腐蚀进一步加剧了旋耕刀的失效，严重时会造成刀刃的崩塌，甚至折断，需要及时的更换刀具，更换刀具耗费大量时间会大大影响工作进度，影响农业种植。为防止旋耕刀因缺口挂草而出现刀具断裂的现象，因此，要求刀身材料具有很好的弹性，高的强韧性和耐腐蚀性，刃口需要高的抗磨损性和易修复性。
[0003]已有的旋耕刀材料多为60Si2Mn和65Mn弹簧钢。其中，65Mn采用830℃淬火和540℃中温回火。抗拉强度980MPa，屈服强度785 MPa，布氏硬度400。断后伸长率5%。60Si2Mn采用870℃淬火和480℃回火。抗拉强度1275MPa，屈服强度1180MPa。断后伸长率5%，布氏硬度420。上述性能指标难以满足日益增长的耕作强度要求。生产中磨损严重、刀身断裂，刃口卷刃等失效现象频繁出现，造成材料损耗和能源浪费，甚至耽误农时、影响农业生产。开发强度高、韧性好、耐腐蚀、具有超弹性的刀身材料和强度高，硬度高的刃口材料，且刃口部分磨损失效后容易更换的新产品，延长旋耕刀的使用寿命，对于促进农业生产、节约资源有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种刀身比弹簧钢60Si2Mn和65Mn弹性好、更耐腐蚀，刃口强度硬度更高的可更换刀刃的超弹性旋耕刀具结构及其制造方法。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种制造旋耕刀用钢材及其制造方法。刀身材料的化学成分为NiTiMoFeNb。其中：Ni与Ti原子比为1：1。Ni与Ti质量之和占总质量分数为85%， Mo占总质量分数8%，Nb 2%，Fe 5%。原子比为1：1的NiTi合金具有超弹性、形状记忆功能和耐腐蚀性能；加入Mo，可提高耐磨性；加入Nb，在一定的变形条件下可获得150℃左右宽的相变温度滞后。
[0005]一种可更换刀刃的超弹性旋耕刀具，制造步骤如下：200目的钼铁粉，钼铁粉中钼的质量占总质量分数的8%。加入300目的Nb粉，Nb粉质量占总质量2%。余量为Ni粉与Ti粉混合物和Fe。其中，300目的Ni粉，与300目的Ti粉按原子比1：1配制。在罐式球磨机中混合10小时后，倒入压制粉末的模具中，模具固定在三梁四柱
液压机上。加压，将粉末压制到其理论压实密度的60~80%。然后抬起压头，对模腔吹惰性气体，同时用氧乙炔火焰点燃压实的压块使其发生自蔓延反应。待反应刚刚结束，立即用压力机压头施压，保压一段时间后，将制件顶出。然后放入有惰性气体保护的加热炉中二次加热，然后交替进行三次镦粗与拔长锻造。最后在模锻机上，锻造成旋耕刀形状。调质处理后完成超弹性旋耕刀刀身制造。在与旋耕刀刀身厚度相同的超高强装甲钢板上切下一条宽30mm，形状同旋耕刀刃的钢带，调质和渗硫处理。刀刃与刀身采用搭接连接结构。在刀刃与刀身搭接面上，涂敷钎焊料，加热实现两者钎焊连接，并沿两搭接边每间隔20mm用电焊点焊加固。至此，完成旋耕刀具制造。使用中，刀刃磨损或刀身断裂失效后，用角磨机磨开点焊焊点，将旋耕刀加热到钎焊料熔化温度（因钎焊料熔点低），刀刃与刀身脱离，更换新的刀刃或刀身。
[0006]本专利技术的旋耕刀刀身材料具有超弹性，具有比普通弹簧钢高出几倍的弹性恢复能力，还具有形状记忆功能。一旦变形量超出极限，可通过加热时期恢复原来的形状。刀刃材料屈服强度≥1500MPa、抗拉强度≥1800MP
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、延伸率≥10％、
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40℃ KV2≥30，布氏硬度HBW 560，强度硬度高，耐腐蚀性能好，刀刃材料渗硫后摩擦系数减小。刀身或刀刃失效后更换方便。制造成本低，使用寿命更长，可显著提高旋耕机工作的质量和效率。。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可更换刀刃的超弹性旋耕刀具结构及其制造方法。其特征在于，所述旋耕刀包括刀身和刀刃。刀身材料为镍钛钼铌铁形状记忆合金，刀刃为超高强装甲钢。刀刃与刀身采用搭接连接结构。在搭接面上涂敷钎焊料，加热熔化钎焊料，实现两者钎焊连接，并沿两搭接边每间隔20mm用电焊点焊加固。刀刃磨损或刀身断裂失效后，用角磨机磨开点焊焊点，将旋耕刀加热到钎焊料熔化温度，刀刃与...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲作鹏，陈威，汪瑞军，
申请(专利权)人：中国农业机械化科学研究院集团有限公司王明霞，
类型：发明
国别省市：