制造耐磨層的方法和裝置及用此方法制造的刀具制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種在刀具上制造耐磨層的方法和裝置。所述的方法是工件縱向送進，焊弧橫向振動，工件連續不斷地送進，焊弧以恒速或變速振動。所述的裝置包括一動力源，一送絲部件，一工件固定架和一電弧振動部件。所述的刀具或是裝有刀片的圓盤，或是圓盤鋸，其刃口上有均勻的耐磨層。用此方法制造的刀具具有自動磨銳的刃口，主要用于收割具有粗莖硬纖維作物，例如甘蔗的機械上。（*該技術在2007年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種在刀具上制造耐磨層的方法和裝置，用此方法制造的刀具具有自動磨銳的刃口，所述的刀具主要用于收割具有粗莖的硬纖維作物，例如甘蔗的機械上。用于收割、種植或加工具有粗莖的硬纖維作物(例如玉米、甘蔗、向日葵、灌木)的刀片需要有足夠的強度，但首先需要有高的耐磨性，以及防止折斷的韌性。可是鋼的高的耐磨性和足夠的韌性不能同時兼顧，因此必須綜合考慮。刀具一般是由足夠韌的鋼制成的，但它遭受著強列的磨損。問題是，如果在切割時除了作物的硬纖維的阻力外還同時受到其它的復合磨損，那么磨損就會進一步加劇。例如甘蔗聯合收割機的刀具就存在這個問題。甘蔗聯合收割機能用來收和割，因此它具有收和割的刀具。聯合收割機工作，利用刀具的高速旋轉(超過100r.p.m)沖擊來切割。不同的工藝過程，刀具的磨損是不同的。當切割時碰到土壤，刀片除了受到甘蔗莖的阻力外，還受到土壤的強烈磨損。刀片由碳鋼制成，偶爾也用低合金鋼制造，具有足夠的安全系數防止折斷，但它不能經受土壤的磨損作用。刀片可用螺釘固定在圓盤上，以便隨時更換損壞的刀片(見奧地利專利AT-PS307，785);刀片也可以是大直徑圓盤鋸上的鋸齒，如英國專利UK-PS2，137，121和聯邦德國專利DE-PS328，187上所公布的。然而，螺釘和/或圓盤的磨損大于刀片的磨損。因此，需要頻繁地更換螺釘和圓盤。由于斬切刀具的尺寸較大，轉速較快，必須考慮防止刀具折斷。因此刀片是由足夠堅韌的，但也是較易磨損的材料，通常是非合金鋼制成的。由于刀片、連接螺釘和圓盤的強烈磨損，需要頻繁地更換零件，因而影響聯合收割機的工作效率和材料的充分利用。另外還有一個問題，那就是聯合收割機的易損零件并不是同時損壞。因此為了減少維修時間，即使沒有完全損壞的零件也被頻繁地更換。這樣進一步增加了材料的消耗。根據如上所述，必須顯著地增加刀片、連接零件和圓盤的耐磨性。顯然，通過在上述的遭受磨損的零件表面敷上高度耐磨材料，這個問題可以獲得解決。為了保證刀具刃口的銳度和自動磨銳能力，必須在刀具上敷上一層薄的、最大為2.5-3毫米均勻厚度，20-40毫米寬度的高耐磨材料帶。為此目的，從經濟效益考慮，利用表面層焊接是最可取的。已有技術中，可以通過堆焊，即在同一方向上縱向移動焊弧形成耐磨層。從工藝上說，橫向堆焊更好些，它通常通過焊機或要焊接的刀具縱向的間歇性送進以及焊弧的橫向振動來實現。這樣，工件的送進是間斷的，即在焊接橫向焊道時工件不動，然后工件被送進一個道寬，通過局部重迭的焊道形成縱向連續的帶。(奧地利專利AT-PS333，102.)然而，這種加工方法不能形成薄的、厚度均勻的表層，這是由于焊道互相毗鄰使焊接帶的表面形成波狀或鱗狀。而且，它的最小厚度也遠遠超過了所要求的最佳的、最大為3毫米的厚度。此外，因為工件的厚度較薄(一般小于10毫米)，只能用較低的電弧能和相應的較低的堆焊速度進行堆焊。電弧的振動速度一般是10-15米/小時，在極個別的情況下也不超過50米/小時。如上所述，可以清楚地看出，用已知的表層焊接加工方法是不可能形成相當薄的，具有自動磨銳能力的刃口。本專利技術的目的是提供一種在所述的刀具上形成耐磨層的方法和裝置。按照本方法，工件在縱向送進的同時，電弧也進行橫向振動，其振動速度為100-300米/小時。在堆焊開始后，這個振動引導著電弧的基點(電極)總是處于1700-1900℃的焊接熔池里。振動速度可以是恒定的或變化的，它取決于所要表層的橫截面。例如如果表層的橫截面呈8字形，振動就以正弦曲線變化的速度實現。如果表層的厚度在橫截面上是均勻增加的，工件的平面與水平方向成一角度，這樣焊層將呈所要的形狀。根據本專利技術的裝置包括一動力源，送絲部件，工件固定架，以及具有100-300米/小時速度的電弧振動部件。本專利技術的進一步目的是提供用上述方法和裝置制造的、具有耐磨層的和自動磨銳能力的刃口的刀具，這里所述的刀具能用在收割硬纖維、粗壯作物，例如甘蔗的機械中，其特征在于，刀具刃口上具有最大為3毫米均勻厚度的耐磨層，刀片或齒的材料的耐磨性與耐磨層材料的耐磨性之比在3到10之間。利用本堆焊方法-電弧以高速度在熔池里移動-可以按照所需要的橫截面和形狀，形成一層很小熔深的薄而寬的焊層。本方法既節約能源，又提高產量。由于電弧是在熔池里而不是在冷的原材料上移動，因此維持電弧和形成同樣體積的焊層所需要的能量少于普通方法的25-40%。厚度恒定或逐漸變化的橫截面可使表層帶形成所需要的幾何形狀。焊層的表面是光滑的和均勻的，它接近于用熱軋機形成的表面的質量。本方法的堆焊效能高于普通方法的25-40%。根據本專利技術方法制造的刀具的主要優點是，使用壽命顯著增加，而與此同時，更換刀具的時間，即停止運轉時間和材料的消耗則顯著降低。本專利技術的進一步細節，通過下面結合附圖的一些實施例的敘述將更加清晰。圖1是裝有刀片的圓盤;圖2是刀片;圖3是圖2所示刀片沿Ⅲ-Ⅲ線的剖面圖;圖4是具有耐磨層的圓盤刀;圖5是沿圖4所示圓盤刀的Ⅴ-Ⅴ線的剖面圖;圖6是單片制成的圓盤鋸;圖7是沿圖6所示圓盤鋸的Ⅶ-Ⅶ的剖面圖;圖8是用于聯合收割機的切刀;圖9是沿圖8所示切刀的Ⅸ-Ⅸ線的剖面圖;圖10是根據本專利技術的方法，電極和工件移動情況的示意圖;圖11是根據本專利技術的裝置。甘蔗聯合收割機的刀具如圖1所示，包括圓盤1和刀片2。刀片2利用通常的連接件固定在圓盤1上。圖2和圖3所示的、根據本專利技術的刀片2具有耐磨層3。刀片2是由低合金工具鋼制成的。其厚度5毫米，使用前熱處理至30-40HRC硬度。在刃口處形成一耐磨層，形成的方法可用本專利技術的方法，或金屬噴鍍方法，或離子一等離子方法。耐磨層3的厚度約1毫米，寬度15毫米。這樣，耐磨帶和刀片材料具有不同的耐磨性，它們的耐磨性之比約是5。這個方法不僅是防止磨損的方法，而且能保證自動磨銳。圖4和圖5顯示了圓盤1和焊在它刃口上的耐磨層3。在此結構中，沿圓盤的周邊有一條40毫米寬的V型耐磨層3。耐磨層在外邊上的厚度是4毫米，在內邊上的厚度是1毫米。在堆焊耐磨層3之前，用摩擦器將要加工的圓盤表面擦清，在金屬表面清掃出一條約45-50毫米寬的帶。然后將圓盤固定在旋轉裝置上并安裝成有一傾斜角，電弧振動部件被安裝成在其振動的極端位置上產生的電弧在圓盤之內離邊緣約5毫米遠。利用3mm直徑的碳化物填充焊絲來進行堆焊。圓盤的旋轉速度為4毫米/秒，所用的電流強度為350A。電弧振動速度300米/小時，振幅30-35毫米，每分鐘振動85-95次。這樣獲得的耐磨帶的耐磨性與圓盤材料的耐磨性之比為8。根據圖6和圖7所示的實施例，圓盤和刀片被加工成一單片圓盤鋸4。按照圖1，刀片通過連接件被固定在圓盤上，并且最好具有耐磨層，而這里圓盤和刀片連成一體，也即在圓盤的邊緣上加工出鋸齒5。刃口6在鋸齒5的徑向上，通過圖7所示的耐磨層3形成刃口6。它的厚度約1毫米。根據本專利技術，在鋸齒5的外緣上還有耐磨層7，耐磨層3和7的耐磨性與圓盤材料的耐磨性之比為8。圖8和圖9表示切刀8，這種切刀是用來切割聯合收割機收進的農作物。其刃口上也有一層耐磨層3，形成方法如下所述。工作被固定在焊機的送進架上，然后電弧振動部件被置于刀的一端、位于粗加工的槽的上方，在振動的極端位置上產生的電弧在刀的端部離邊緣約5mm處。首本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造耐磨層的方法，其中工件縱向送進，焊弧橫向振動，其特征在于，所述工件連續不斷地送進，焊弧以１００－３００米／小時速度振動，這時焊弧的基點總是位于１７００－１９００℃的焊接熔池中。

【技術特征摘要】
中。權利要求1.一種制造耐磨層的方法，其中工件縱向送進，焊弧橫向振動，其特征在于，所述工件連續不斷地送進，焊弧以100-300米/小時速度振動，這時焊弧的基點總是位于1700-1900℃的焊接熔池中。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，焊弧以恒速振動。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，焊弧以變速振動。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，按正弦曲線改變振動的速度。5.根據權利要求1至3任何一項所述的方法，其特征在于，將工件安裝成與水平成一角度。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：霍爾瓦特亞諾士，海雷弟卡爾曼，都里奧勞達爾，
申請(專利權)人：鋼鐵研究發展公司，
類型：發明
國別省市：HU[匈牙利]