在农业机械进行田间耕作中,土壤砂砾等对农机触土部件磨损比较严重,给农业生产造成了大量的经济损失,这也直接影响生产效率。磨损也导致农业机械触土部件频繁失效,增加作业成本。磨损问题是农业机械领域目前亟待解决的技术难题。目前,国内外在提高农业机械触土部件耐磨性方面主要采用高强度耐磨材料或者对其表面进行强化工艺或热处理提高其耐磨性等方法,但这些表面处理方法效果不太理想。为解决该问题,本文开展了采用超声波辅助等通道转角挤压处理农业机械触土部件基材耐磨性研究。超声波振动塑性加工可以降低模具与工件摩擦力,改善金属加工性能。等通道转角挤压工艺是通过使金属材料发生大的塑性变形来获得超细晶组织。本文借助于超声波技术与等通道转角挤压技术,自行设计了超声波辅助等通道转角挤压模具,通过该模具对农业机械触土部件进行挤压处理,以有效细化农业机械触土部件用材65Mn钢的显微组织,进而提高农业机械触土部件用材65Mn钢的耐磨性。主要研究内容及结论如下:(1)采用超声波辅助等通道转角挤压工艺对农业机械触土部件基材进行挤压处理,通过对其微观组织观察分析,研究了超声振动、预热温度、摩擦磨损和退火温度以及退火时间对农业机械触土部件基材微观组织的影响,确定了超声波辅助等通道转角挤压处理农业机械触土部件基材工艺,并且探讨了超声波辅助等通道转角挤压工艺细化农业机械触土部件基材显微组织的作用机理。结果表明:对超声波辅助等通道转角挤压处理农业机械触土部件基材在950℃高温下进行热处理,顺利实现了挤压过程,农业机械触土部件基材晶粒被显著细化,晶粒尺寸明显减小,由挤压前50μm细化到超声辅助等通道转角挤压后的6μm。(2)系统地分析探讨了超声波辅助等通道转角挤压处理后农业机械触土部件基材硬度及力学性能的变化,阐明了超声波辅助等通道转角挤压工艺影响农业机械触土部件基材力学性能的作用机理。实验结果表明:由于晶粒细化,农业机械触土部件基材的硬度增加了;当退火温度为774℃时硬度提高;由于超声振动的施加,65Mn钢的超声波辅助等通道转角挤压载荷显著下降。超声波辅助等通道转角挤压显著提高了农业机械触土部件的力学性能。(3)从微观组织角度探讨了超声波辅助等通道转角挤压对农业机械触土部件第二相的影响。结果表明:农业机械触土部件基材中的两相组织经超声波辅助等通道转角挤压后被显著细化,强烈塑性变形使65Mn钢显微组织结构产生大量位错,随着退火温度,超声振动施加,析出的第二相弥散分布于基体中,有助于细化基体材料的微观组织,并对基体材料起到了弥散强化的作用,第二相粒子扩散分布也有助于65Mn钢的力学性能的提高。(4)系统地研究了超声波辅助等通道转角挤压处理后农业机械触土部件基材在干摩擦条件下的摩擦学性能及磨损形式。结果表明:超声波辅助等通道转角挤压工艺显著提高了农业机械触土部件基材的摩擦学性能,在干摩擦条件下,经过超声波辅助等通道转角挤压的农业机械触土部件的摩擦学性能均显著优于未经处理的以及单道次等通道转角挤压处理的农业机械触土部件的摩擦学性能。在干摩擦一定载荷条件下,未经ECAE处理、经ECAE处理的以及超声辅助ECAE处理的65Mn钢试样磨损形式均主要为磨粒磨损,前两者磨粒磨损相对比较严重,同时不同程度出现黏着磨损,而经超声辅助ECAE处理的65Mn钢试样的磨粒磨损比较轻微。(5)探讨了超声辅助ECAE工艺对65Mn钢试样摩擦磨损性能影响的作用机理。超声辅助ECA工艺能显著细化65Mn钢试样的显观组织,第二相粒子扩散分布对65Mn钢起到强化作用,减弱了黏着磨损程度,降低了65Mn钢试样的磨损量;超声辅助ECAE处理的65Mn钢试样组织显著细化,显微硬度提高,从而提高了65Mn钢抵抗塑性变形能力,减轻了磨粒磨损,提高了65Mn钢的摩擦磨损性能。