Лемех-копач

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский аграрный технический университет(72) Авторы Бетеня Григорий Филиппович Литовчик Дмитрий Петрович Князик Евгений Сергеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский аграрный технический университет(57) Лемех-копач, включающий основу и рабочую часть из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,4 до 0,80 мас. , при этом поверхностный слой основы имеет микроструктуру в виде отпущенного мартенсита и с твердостью не менее 5560 Сэ, сердцевина основы и рабочей части имеет микроструктуру в виде троостита или троостосорбита, или сорбита с твердостью 2846 Сэ, имеющие диссипативное структурное строение, отличающийся тем, что рабочая часть выполнена с местным упрочнением наплавкой материалами с высокой износостойкостью и имеет четырехслойную структуру, состоящую из поверхностно-легированного износостойкого слоя, зоны высокоскоростной перезакалки, вязкой сердцевины с твердостью 2846 Сэ и нижнего закаленного слоя с твердостью 5560 Сэ.(56) 1. СТБ 1388-2003. Плуги тракторные лемешные общего назначения. Общие технические условия. - Введ. 19.03.2003. - Минск Госстандарт, 2003. - С. 4-5 с. 2. Патент России 2233570, МПК 7 А 01 В 15/00, 21/00, 23/009/00, 2002. 57382009.12.30 Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к сменному инструменту почвообрабатывающей техники. Известен рабочий орган, изготовленный из стали 65 Г или стали 45, подвергнутый объемной термической обработке 1. Этот рабочий орган обладает низкими прочностными характеристиками, т.к. применяемые для его изготовления стали обеспечивают твердость поверхностного слоя и сердцевины в пределах 45-54 э (предел прочности в 1300-1600 МПа), материал лемехакопача при максимальной твердости обладает недостаточной ударной вязкостью и под действием ударных нагрузок он может ломаться из-за его хрупкости, а при невысокой твердости существенно снижается износостойкость рабочего органа, что тем самым снижает ресурс в несколько раз. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является решение изготавливать рабочие органы почвообрабатывающих машин из углеродистой стали с пониженной прокаливоемостью, подвергнутой закалке 2. Однако эти рабочие органы при работе в тяжелых условиях абразивного износа имеют недостаточную износостойкость рабочей поверхности детали. Задачей полезной модели является создание рабочих органов повышенной работоспособности с местным упрочнением, обладающей высоким сопротивлением ударным и изгибающим нагрузкам, а также прочностью, износостойкостью и долговечностью. Поставленная задача решается за счет того, что лемех-копач, включающий основу и рабочую часть из углеродистой стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,4 до 0,80 мас. , при этом поверхностный слой основы имеет микроструктуру в виде отпущенного мартенсита и с твердостью 5560 э, сердцевина основы и рабочей части имеет микроструктуру в виде троостита или троостосорбита, или сорбита с твердостью 2846 э, имеющие диссипативное структурное строение, а рабочая часть выполнена с местным упрочнением наплавкой материалами с высокой износостойкостью и имеет четырехслойную структуру, состоящую из поверхностно-легированного износостойкого слоя, зоны высокоскоростной перезакалки, вязкой сердцевины с твердостью 2846 э и нижнего закаленного слоя с твердостью 5560 э. На фиг. 1 изображен общий вид лемеха-копача, на фиг. 2 разрез 1-1 на фиг. 1, на фиг. 3 разрез 2-2 на фиг. 1, на фиг. 4 разрез 3-3 на фиг. 1. Лемех-копач в процессе работает в сложнейших условиях, испытывая при этом абразивный износ, механические и ударные нагрузки. В этой связи материал, применяемый для изготовления лемеха-копача должен обладать не только высокой твердостью и износостойкостью, но и высоким сопротивлением ударным нагрузкам. Нынешние технологии изготовления лемеха-копача предусматривают использование сталей пониженной и регламентированной прокаливаемости, обеспечивающих достаточную прочность, пластичность и ударную вязкость. Из-за не достаточной сопротивляемости к износу их рабочей части предлагается рабочая часть лемеха-копача с местным упрочнением, имеющая на этом участке четырехслойную структуру, которая в наибольшей степени отвечает сложным условиям его работы. Получение такой четырехслойной структуры может быть достигнуто с применением комбинированных методов обработки, включающих печной нагрев (высокочастотный), плазменную и лазерную наплавки. В частности, для повышения износостойкости рабочей части применяют лазерное легирование тугоплавкими карбидами и боридами на основе ,и др., которые равномерно распределяются в матрице основного металла, образуя поверхностный слой, обеспечивающий повышенное сопротивление износу. При лазерном воздействии также удается получить поверхностно закаленный слой с твердостью до 68-70 э глубиной до 1 мм. Помимо твердости в поверхностных слоях наблюдается повышение и других свойств коррозионной стойкости, тепло- и жаростойкости и т.д. Применение сталей пониженной и регламентированной прокаливаемости после закалки позволяет получить вязкую и прочную сердцевину осно 2 57382009.12.30 вания и режущей части и при этом получить твердость поверхностного слоя в пределах не менее 5560 э. Таким образом, сочетание предварительной закалки с последующей лазерной или плазменной обработкой позволяет сформировать четырехслойную структуру на упрочненном участке рабочей части лемеха-копача, обладающих повышенным сопротивлением износу. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3