Рабочий орган почвообрабатывающих машин

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ РАБОЧИЙ ОРГАН ПОЧВООБРАБАТЫВАЮЩИХ МАШИН(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Андрушевич Андрей Александрович Кодолич Александр Андреевич Казаневская Ирина Николаевна Овчинников Владимир Ильич Чурик Михаил Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) 1. Рабочий орган почвообрабатывающих машин, включающий имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия, рабочий орган выполнен из углеродистой конструкционной стали, отличающийся тем, что рабочая часть подвергнута импульсной обработке порошковым составом, содержащим наноуглеродный материал. 2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что размер обработанного поверхностного слоя составляет 10-50 толщины рабочей части. 3. Рабочий орган по п. 1 или 2, отличающийся тем, что порошковый состав содержит 95-99 карбида кремния, 1-5 наноуглеродного материала. Фиг. 1 Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения и может быть использована при изготовлении рабочих органов почвообрабатывающих машин,таких как лемеха, отвалы, полевые доски плугов, лезвия, диски сошников посевных и посадочных машин, долота, лапы, диски бороны, зубья бороны и другие. 38462007.10.30 Известен рабочий орган почвообрабатывающих машин 1, включающий тело с элементами крепления, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия. Рабочий орган выполнен из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью, с содержанием углерода от 0,40 до 0,80 мас. , подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи. При этом его тело и рабочая часть выполнены с микроструктурой в виде отпущенного мартенсита с размером действительного зерна аустенита в пределах более 11 баллов, но не более 14 баллов и с твердостью 55-60 НСэ. Недостатком известного рабочего органа является то, что при его изготовлении используются специальная сталь и сложное оборудование, велики трудозатраты. Задачей полезной модели является увеличение износостойкости и срока эксплуатации рабочих органов почвообрабатывающих машин при снижении трудозатрат на их изготовление. Технический результат достигается тем, что в рабочем органе почвообрабатывающих машин, включающем имеющее элементы крепления тело, содержащее поверхностный слой и сердцевину, и рабочую часть в виде лезвия или острия, рабочий орган выполнен из углеродистой конструкционной стали, рабочая часть подвергнута импульсной обработке порошковым составом, содержащим нанодисперсный материал. Размер обработанного поверхностного слоя составляет 10-50 толщины рабочей части. В предпочтительном варианте порошковый состав содержит 95-99 карбида кремния, 1-5 наноуглеродного материала. Сущность полезной модели поясняется чертежами, где в качестве примера на фиг. 1 показан общий вид лемеха, 2 - лемех в разрезе А-А. Каждый из представленных рабочих органов почвообрабатывающих машин содержит тело 1 с элементами крепления 2, рабочую часть 3. Тело имеет поверхностный слой 4 и сердцевину 5. Рабочий орган выполнен из углеродистой конструкционной стали 65 Г. Указанный результат достигается тем, что лемех перед термической обработкой по стандартному режиму (закалка и средний отпуск), подвергается импульсной взрывной обработке порошковым составом, содержащим нанодисперсный углеродный материал. Лемех подвергают взрывной обработке зарядом взрывчатого вещества 6 ЖВ (аммонит) в количестве 0,2 кг на одно изделие, которое размещали на плоском песчаном основании,на расстоянии 90 мм от тела. Ударное нагружение производили по схеме сверхглубокого проникания потоком дисперсных частиц порошковой композиции, содержащей 1-5 наноуглеродного материала и наполнитель - 95-99 карбида кремния. Технические параметры обработки скорость детонации 2900-3000 м/с, давление продуктов детонации в области воздействия 1,0-3,0 ГПа. При более низких значениях давления упрочнение и повышение износостойкости поверхностного слоя рабочих органов не достигается. Использование заряда большей мощности приводит к заметной пластической деформации с образованием на поверхности отдельных выбоин-кратеров. Условия проведения импульсной и термической обработки из углеродистых сталей, твердость, линейный износ лемехов приведены в таблице. Вид обработки Размер по- Твердость Линейный верхностного по Роквелизнос, мм слоя,лу,13- 15 13,0 Продолжение табл. Размер поТвердость Линейный верхностного по Роквелизнос, мм слоя,лу,40-50 Как видно из данных, приведенных в таблице, все лемеха из углеродистых сталей, упрочненные импульсной и термической обработкой, имеют износ на том же уровне, что и лемеха, изготовленные из сталей пониженной прокаливаемости, после поверхностной закалки и самоотпуска. Внедрение частиц, представляющих высокоскоростную струю рабочего вещества, в матричный материал лемеха сопровождается интенсивной пластической деформацией узких локальных зон проникания - поверхностных слоев его тела и соответственно перестройкой структуры в этих объемах. Параметры этих процессов таковы, что могут приводить к появлению и сохранению зон наноструктуры, размеры и формы которых в значительной мере определяются составом и параметрами порошковых материалов. В качестве нанодисперсного углеродного материала использованы многослойные углеродные трубки, состоящие из углеродных волокон размером менее 50-100 нм с отдельными включениями толстых углеродных волокон размером до 1 мкм. Обьем локальных наноструктурированных зон в упрочняемых поверхностных слоях лемеха составляет 0,5-5,0 с размерами отдельных структурных составляющих в них 10100 нм. Эксплуатация предложенного рабочего органа почвообрабатывающих машин является стандартной. Однако за счет своих высоких механических характеристик рабочий орган,например, лемех, может быть использован в более тяжелых условиях работы. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3