耕作机械典型零件的热处理技术

1.犁铧的热处理

犁铧是铧式犁的重要基础件（见图18-103），其整体应具有足够的强度和韧性以抗冲击和振动，铧尖和刃部具有高耐磨性和高硬度，最好还具备自磨锐效果。国标推荐使用65SiMnRE或65Mn制造，热处理后淬火区硬度为48～60HRC，非淬火区≤32HRC。犁铧材料的化学成分见表18-316。国外犁铧多采用耐磨复合钢材或耐磨合金堆焊。

图18-103 犁铧简图

1—淬火带 2—螺钉孔 3—犁铧背部 4—工作面 5—背面 6—铧尖 7—铧刃 8—测硬度点

犁铧热处理工艺详见表18-317。

另外，近几年还研究出自磨刃的DZ型犁铧；低阻力第三类自磨刃犁铧，即DSZ型；稀土镁球墨铸铁金属型液态挤压成形工艺，寿命比砂型铸造的提高30%～40%。

表18-316 犁铧用材料的化学成分 （质量分数，%）

表18-317 犁铧热处理工艺规范

①可用KNO₃和NaNO₂各50%（质量分数）。200℃以下使用可另加（3～5）%（质量分数）的水。

2.犁壁的热处理

犁壁与犁铧同位犁的两个重要部分，二者连接构成一个犁体，如图18-104所示。其要求有较高的硬度和耐磨性，并有足够的强度和韧性，以及良好的脱土性和抛土性，以降低耕作阻力。

图18-104 犁壁简图

国标规定了犁壁材料、硬度和显微组织见表18-318，硬度检测点主要集中于受磨损最严重的犁胸部位，其余部位仅要求≥38HRC。国外多选用三层钢板结构，心部碳含量0.1%（质量分数）的低碳钢，耐磨表层钢板的碳含量提高至0.6%～1.15%（质量分数）。

犁壁的热处理工艺见表18-319。

表18-318 犁壁的材料及热处理要求

表18-319 犁壁热处理工艺规范

3.圆盘的热处理

圆盘（见图18-105），主要用于破土、平地和灭茬。应具有足够的强度和韧性，较高的硬度，和耐磨性。

图18-105 圆盘

标准要求耙片使用65Mn制造，热处理后硬度为38～48HRC，各点硬度差≤7HRC，硬度测定部位为距离耙片外缘20～60mm的环形圈内。还规定水田耙片（65Mn，厚4mm）的硬度为40～48HRC。国外圆盘材料多选用耐磨合金堆焊。圆盘的热处理工艺见表18-320。

4.锄铲的热处理

锄铲（见图18-106）的失效形式与犁铧相似，只是深松铲还受到较大的振动。锄铲都应有较高的抗砂土磨松性能和一定的强韧性，性能要求与犁铧相似，但除草铲还要求有锋利耐磨的刃口，深松铲具有较高抗振性能。(www.xing528.com)

我国标准规定深松铲用65Mn钢制造，刃部局部淬火，淬火带宽20～30mm，硬度为48～56HRC。国外曾尝试用硬度与硅砂（1100HV）相近的氧化铝[w（Al₂O₃）为95%]（1050HV和1200HV）烧结铲尖。

锄铲热处理工艺见表18-321。

表18-320 圆盘的热处理工艺规范

注：1.圆盘的制造工艺路线为：落料钻孔压形、淬火回火开刃。

2.为防止变形，一般均应加压淬火（在压模中喷油、喷水淬火等温淬火可不必）、回火。

3.65Mn钢有回火脆性，中温回火后需快冷。

4.有条件时，推荐65Mn耙片270～300℃等温淬火，组织为B_下+M，综合性能最佳。

5.开沟器圆盘中频感应加热，由压紧感应加热压紧埋油淬火压紧感应回火三部分组成热处理机床。回火加热时间与淬火加热同为40～45s，通过调节功率，改变回火温度，以调整圆盘回火后硬度。

图18-106 锄铲

5.旋耕刀的热处理

旋耕刀的刀尖和刀刃要求高硬度、耐磨并有适当的韧性，柄部则要求足够的强度和弹性、韧性，以抵抗变形和折断。

各国普遍选用弹簧钢制造，欧洲和日本多用60Si2Mn，前苏联等也有用复合钢材和耐磨合金堆焊的。

国际规定旋耕刀和灭茬刀用65Mn或60Si2Mn，刀身硬度48～54HRC，刀柄38～45HRC。日本试验表明，刃部硬度在650HV（57.7HRC）左右磨损最小，柄部硬度高于50HRC会折断，低于47HRC则会弯曲。

表18-321 锄铲热处理工艺规范

①相式炉加热时，建议使用QW—F1钢材加热保护钢，不影响压形和油淬。

②用宽口钳保护螺钉孔周围，夹着局部淬油。

③如固体渗碳可用BaCO₃10%～15%（质量分数），CaCO₃5%（质量分数）与木炭（约5～10mm颗粒）拌匀，为渗剂（可买配好的固体渗碳剂），装箱，于箱式电炉中（930±10）℃渗碳，出炉开箱空冷。

旋耕刀一般经锻造或辊压成形然后再进行热处理。既可利用锻造余热加热淬火，也可重新加热淬火。由于刀刃部和柄部硬度要求不同，所以要在整体淬火后进行两次回火，先进行及时低温回火，消除应力，然后对刀柄局部进行二次回火，提高韧性。

旋耕刀热处理工艺规范见表18-322。

表18-322 旋耕刀热处理工艺规范

①刀柄因采取较高温度的短时间回火，故需经过试验来确定时间与温度。例如：先根据刀柄厚度估算回火时间需10min才能保证热透，则回火温度可根据10min回火后刀柄表面硬度在中、下限所对应的温度（如43～45HRC，这时心部会稍高）来确定。

②油淬和油浴回火后必须彻底洗净才能进入硝盐浴二次回火，以防油污进入，引起爆炸。

③280～360℃的回火可在带风扇的井式回火炉中进行。

④硝盐浴严防超温或局部过热。硝酸钾或硝酸钠单独使用时不得超过600℃，两种硝盐混合使用时不得超过550℃。不应用煤或焦炭加热，以防局部过热爆炸。易燃物不得进入硝盐。