【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光熔覆，具体涉及一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺。
技术介绍
1、农机刀具是作为农业器械在耕种收割中的重要零部件，也是最易消耗的易损件之一。农机刀具在作业时的环境通常是土壤、砂石、作物秸秆。高速旋转的刀具刃口极易磨损，从而使得耕种或收割时效率下降，甚至当刀具刃口磨损严重时，会出现无法继续作业的现象，必须批量更换器械上的刀具后，才能继续完成耕种收割任务。
2、目前，堆焊技术是现阶段提高农机刀具刃口耐磨性较为常用的技术，其技术缺陷为易对刀具产生热影响，使刀具变形或开裂。
3、cn202210909777.4公开了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°，第二加工面朝上，作为熔覆表面；在第二加工面采用多道次增材打印1层熔覆层，形成三角体结构第二涂层结构，其厚度梯度变化；最后通过气动式冲击铲冲击农机刃具背部空隙，将农机刃具分离。该专利的缺陷在于，采用批量化装夹翻转方式强化生产，操作较为复杂。
技术实现思路
1、针对农机刀具刃口强化生产操作复杂的技术问题，本专利技术提供一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，强化操作简单，且易损部位强化后具有较强的硬度和较高的耐磨性，提高了农机刀具的使用寿命。
2、本专
3、s1、对农机刀具刃口处待强化部位预处理；
4、s2、将农机刀具批量放置于定位工装上，各农机刀具在定位工装上等距分布；
5、s3、对位于头部的农机刀具刃口处进行机器人点位示教，相邻两农机刀具之间的距离为机器人偏移公差，根据示教的点位和偏移公差完成机器人程序逻辑编辑，获得机器人运行轨迹；
6、s4、按机器人运行轨迹，对头部农机刀具刃口处待强化部位激光熔覆耐磨层后，依次对相邻农机刀具刃口处待强化部位进行激光熔覆，直至尾部农机刀具刃口完成激光熔覆；其中，激光熔覆采用矩形光斑，光斑尺寸为12mm*2mm。
7、进一步的，步骤s1中，对农机刀具刃口处待强化部位预处理方法包括：
8、s11、打磨去除待强化部位上的铁锈附着物；
9、s12、清洗去除待强化部位上附着的污渍。
10、进一步的，步骤s2中，定位工装包括定位板，定位板上设有一排镂空的定位孔，定位孔等距分布，且定位孔形状与农机刀具形状相匹配。
11、进一步的，步骤s3中，在农机刀具刃口处选取四个点位进行点位示教，四个点位分别为p1点位、p2点位、p3点位、p4点位，p1点位位于农机刀具刃口顶点处，p2点位、p3点位分别位于农机刀具刃口两侧边上，p4点位位于农机刀具刃口表面。
12、进一步的，p1点位、p2点位之间的长度大于p3点位、p4点位之间的长度。
13、进一步的，步骤s3中，激光熔覆方向为，按p1点位、p2点位分别为首尾两点，沿p1点位、p2点位之间的线段进行激光熔覆形成条状的第一耐磨层。
14、进一步的，步骤s3中，激光熔覆方向为，按p3点位、p4点位分别为首尾两点，沿p3点位、p4点位之间的线段进行激光熔覆形成条状的第二耐磨层。
15、进一步的，步骤s3中，在p1点位、p3点位激光熔覆之前，激光提前打开，在p2点位、p4点位激光熔覆之前，激光提前关闭。作用在于，本专利技术采用宽光斑同轴送粉，机器人运动速度不宜过快，为了保证熔覆层表面的外观，在机器人的控制程序中特别添加了点位的“在运动中开光”以及“在运动中停光”，这样的开关光逻辑方式熔覆出的条状区域，点位起始与结束区域平整美观，无明显的熔覆厚度凸起。
16、进一步的，步骤s3中，激光熔覆的工艺参数为，激光功率为2100w，光斑尺寸为12mm*2mm矩形光斑，光斑焦距为400mm，矩形同轴气动送粉的粉距为17mm，机器人运行速度为40cm/min，保护气体为ar，气体流速为6l/min，激光头与刀具刃面呈90°角，送粉量为2.5r/min。采用本专利技术光斑尺寸长度为12mm，实际熔覆出的宽度略窄约为11mm，所以在示教侧边点位时，要注意刃口边缘的实际熔覆情况，避免出现刃口烧蚀或刃口熔覆不饱满。在该激光熔覆工艺参数下，使得刃口正面或者背面，均有一定厚度的熔覆涂层(约50丝)，且刀具刃口的边缘不出现刃口烧蚀或者刃口边缘无熔覆层的现象。此工艺参数下的熔覆层，既能保证涂层的硬度(58～62hrc)与耐磨性，又不减损刃类刀具刃口的锋利程度。
17、进一步的，步骤s3中，耐磨层材料采用铁基合金粉末，包括如下重量百分数的成分：cr 8.5％，ni 0.54％，mo 0.056％，mn 0.49％，w 59.63％，余量为fe及不可避免的杂质；铁基合金粉末粒度为270～400目，平均硬度为58～62hrc。考虑到农机刀具的产品附加值较低，故而激光熔覆的粉末选取的是成本较低、硬度性能稳定的高强度铁基合金材料，配合接近60％的高比例耐磨成分，实现农机刀具刃口的耐磨强化。
18、本专利技术的有益效果在于：
19、(1)本专利技术采用矩形宽光斑(光斑尺寸12mm*2mm)同轴气动送粉熔覆头，通过机器人程序逻辑编辑，可实现不同刀具形式的柔性加工动作，本专利技术同时配合刀具的标准工装摆放，实现批量化的不停机加工，同轴矩形宽光斑气动熔覆头效率更高，喷嘴更易维护，特别适合平面类刃口的刀具加工，稳定的节拍可至加工260件/小时，简化了激光熔覆操作工艺。
20、(2)本专利技术针对刃口类农机刀具易磨损区域的形状，对强化区域的熔覆层设计条状的第一耐磨层及第二耐磨层，第一耐磨层长度大于第二耐磨层的长度，形成“一长一短”的耐磨层形状，其中“一长”第一耐磨层的熔覆区域满足刃口区域的保护强化，“一短”的第二耐磨层熔覆区域满足刀具前段部位频繁接触土壤的特点，既保证强化效果，又节省粉末材料，提高熔覆生产的效率与加工成本。
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1.一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S1中，对农机刀具刃口处待强化部位预处理方法包括：
3.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S2中，定位工装包括定位板，定位板上设有一排镂空的定位孔，定位孔等距分布，且定位孔形状与农机刀具形状相匹配。
4.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S3中，在农机刀具刃口处选取四个点位进行点位示教，四个点位分别为P1点位、P2点位、P3点位、P4点位，P1点位位于农机刀具刃口顶点处，P2点位、P3点位分别位于农机刀具刃口两侧边上，P4点位位于农机刀具刃口表面。
5.如权利要求4所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，P1点位、P2点位之间的长度大于P3点位、P4点位之间的长度。
6.如权利要求5所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S3中，激光熔覆方向为
7.如权利要求5所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S3中，激光熔覆方向为，按P3点位、P4点位分别为首尾两点，沿P3点位、P4点位之间的线段进行激光熔覆形成条状的第二耐磨层。
8.如权利要求7所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S3中，在P1点位、P3点位激光熔覆之前，激光提前打开，在P2点位、P4点位激光熔覆之前，激光提前关闭。
9.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S3中，激光熔覆的工艺参数为，激光功率为2100W，光斑尺寸为12mm*2mm矩形光斑，光斑焦距为400mm，矩形同轴气动送粉的粉距为17mm，机器人运行速度为40cm/min，保护气体为Ar，气体流速为6L/min，激光头与刀具刃面呈90°角，送粉量为2.5r/min。
10.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤S3中，耐磨层材料采用铁基合金粉末，包括如下重量百分数的成分：Cr 8.5％，Ni0.54％，Mo 0.056％，Mn 0.49％，W 59.63％，余量为Fe及不可避免的杂质；铁基合金粉末粒度为270～400目，平均硬度为58～62HRC。
...【技术特征摘要】
1.一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤s1中，对农机刀具刃口处待强化部位预处理方法包括：
3.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤s2中，定位工装包括定位板，定位板上设有一排镂空的定位孔，定位孔等距分布，且定位孔形状与农机刀具形状相匹配。
4.如权利要求1所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤s3中，在农机刀具刃口处选取四个点位进行点位示教，四个点位分别为p1点位、p2点位、p3点位、p4点位，p1点位位于农机刀具刃口顶点处，p2点位、p3点位分别位于农机刀具刃口两侧边上，p4点位位于农机刀具刃口表面。
5.如权利要求4所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，p1点位、p2点位之间的长度大于p3点位、p4点位之间的长度。
6.如权利要求5所述的一种农机刀具刃口的宽光斑激光熔覆强化工艺，其特征在于，步骤s3中，激光熔覆方向为，按p1点位、p2点位分别为首尾两点，沿p1点位、p2点位之间线段进行激光熔覆形成条状的第一耐磨层。
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【专利技术属性】
技术研发人员：金硕，何建群，王文涛，李进，
申请(专利权)人：山东镭研激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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