论文部分内容阅读
油菜播种机触土部件旋耕开沟装置的旋耕刀工作寿命短、可靠性低和作业条件适应性差已成为制约推广的瓶颈,迫切需要探索应用新材料、新工艺在高稻茬、高含水量粘重土壤条件下提高旋耕开沟部件的耐磨性、可靠性与使用性能。低应力划伤式磨粒磨损是旋耕刀等土壤工作部件损伤和失效的主要形式,几乎都是从表面开始逐渐发展导致损伤、破坏,主要受磨料与工件的相对硬度和土壤组成的影响。热喷涂技术作为表面工程重要的技术手段,可在旋耕刀等土壤工作部件表面制备耐磨、耐腐蚀涂层,延长土壤工作部件的使用寿命,实现节能降耗。本文采用美科LF-HVOF超音速火焰喷涂系统,对45钢和旋耕刀表面喷涂厚约300μm的WC-Ni硬质涂层,利用显微硬度计、X射线衍射仪和场发射扫描电镜分别表征硬质涂层的硬度、相结构和表面形貌,以65Mn弹簧钢作为对比材料,利用湿砂橡胶轮磨损试验测试模拟土壤环境下旋耕刀具硬质涂层的磨料磨损性能。主要结论如下:(1)硬度测试结果得到45钢和旋耕刀表面喷涂WC–Ni硬质涂层硬度为1020HV0.3,厚度300μm;通过涂层物相分析,碳化钨硬质颗粒的相结构为WC相与少量WC 1–X相,粘结相镍为面心立方Ni相,碳化钨硬质颗粒大小为210μm,均匀致密,孔隙率为0.8%;旋耕刀表面喷涂硬质涂层厚度均匀致密,与45钢表面喷涂涂层质量和性能一致。(2)在湿砂橡胶轮磨损试验中,当随砂水比由3:1降至3:2、载荷由40N增至110N,WC–12Ni硬质涂层的磨损失重在5380 mg范围波动,WC–10Ni磨损失重为3576mg;WC–Ni硬质涂层的磨损为粘结剂磨损导致的硬质颗粒局部剥落以及硬质颗粒的微量磨损。(3)对比于旋耕刀用65Mn弹簧钢,WC–Ni硬质涂层磨损失重减少至少14倍以上,表明超音速火焰喷涂WC–Ni硬质涂层具有更加优良的耐磨损性能,可延长旋耕刀具等土壤工作部件的寿命。