一种高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉农机具的生产加工领域，具体地说是一种高强度、高韧性、耐磨圆盘 (犁）耙片的制造方法。
【背景技术】：
[0002] 圆盘耙是一种机械化耕地机械，其根据耙耕作的原理以成组的凹面圆盘为工作部 件，耙片刃口平面同地面垂直并与机组前进方向有一可调节的偏角。作业时在拖拉机牵引 力和土壤反作用力作用下耙片滚动前进，耙片刃口切入土中，切断草根和作物残茬，并使土 垡沿耙片凹面上升一定高度后翻转下落。作业时能把地表的肥料、农药等同表层土壤混和， 普遍用于作物收获后的浅耕灭茬、早春保墒和耕翻后的碎土等作业，也可用作飞机播种后 的盖种作业。
[0003] 圆盘耙片种类很多，按照圆盘耙耙片的直径来分主要有以下三种：一是重型圆盘 耙：其耙片直径为660mm，这种圆盘耙主要用于比较粘的土壤，耙深可达18cm左右；二是轻 型圆盘耙：其耙片直径为460mm，用于不太粘的沙壤土或轻质土壤，耙深IOcm左右；三是中 型圆盘耙：其耙片直径为560mm，一般用在普通的土壤，其耙深介于重型圆盘耙和轻型圆盘 耙之间。圆盘耙片是工作对象是土壤和作物根茎，工作条件恶劣，磨损严重；同时还承受扭 曲疲劳，是主要磨损易耗件。
[0004] 国内目前主要采用65Mn或60Si2Mn等弹簧钢板来生产圆盘耙片，其生产工艺流程 如下：
[0005] 下料（方料）一冲方孔一冲剪外圆一铣外圆刃一冲缺口一铣缺口刃一加热一压 形一余热淬火一回火一喷漆一包装入库。
[0006] 由于弹簧钢的淬透性差，且含碳量高，淬火裂纹敏感性高，只能采用油浴淬火，然 后回火的方式热处理，材料的硬度可以达到50~60HRC，但由于圆盘耙片是一个凹面圆盘， 在加热和淬火过程中，很容易变形，圆面扭曲，造成报废，所以目前国内生产企业采用冲压 余温淬火工艺，损失材料的硬度来保证圆盘耙片的尺寸精度。目前圆盘耙片的生产工艺有 如下不足：
[0007] (1)耙片的硬度低，只能达到38~48HRC，耐磨性和刚度不足；
[0008] ⑵油浴淬火，环境污染大，工作条件差；
[0009] 根据在东北地区的调研，目前国产耙片的性能良莠不齐，较好的耙片硬度能达到 40~45HRC，基本可用；差的耙片硬度只有30HRC，耐磨性很差，且刚度低，工作时稍有石块 碰上，就变形报废，根本就不能使用，耽误农时，给用户造成损失。采用新工艺、新材料生产 出优质圆盘耙片，提高其使用寿命，可以大大降低耕种成本，节能增效，对我国农业的发展 具有重要意义。
【发明内容】
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[0010] 本发明的目的是提供一种高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，既保证耙片 的力学性能，又能保证耙片的尺寸精度、形位公差，且工艺简化、可操作性强。
[0011] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
[0012] -种高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，将机加工好的圆盘耙片坯料加热 到奥氏体化温度并保温时间后，转入成形模具中，将坯料冲压成形，且坯料在模具中冷却到 材料的马氏体开始转变温度Ms以下，同时完成成形和淬火。
[0013] 所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，圆盘耙片坯料为锰硼钢板， 按重量百分比计，其化学成分为20~(λ 35, MnL 0~L 8, SiO. 17~(λ 37, Cr〈0. 4， Ti〈0. 08, V〈0. 08, Α1〈0· 06, Ρ〈0· 035, S〈0. 035, Β0· 0008 ~0· 0040,余为 Fe。
[0014] 所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，成形模具采用铜合金制造，且 模具内部分布冷却水槽。
[0015] 所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，成形模具包括上连接件、凹模、 上冷却铜板、定位杆、下冷却铜板、冷却水槽I、凸模、下连接件、定位孔、冷却水槽II，具体 结构如下：
[0016] 凹模和凸模上下相对设置，凹模的顶部设置上连接件，凹模的底部设置上冷却铜 板，凹模下表面均匀布置冷却水槽II，凸模的底部设置下连接件，凸模的顶部设置下冷却铜 板，凸模上表面均匀布置冷却水槽I ;凸模中心穿设用于安放坯料的定位杆，凹模中心开设 与定位杆对应的定位孔。
[0017] 所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，铜合金的种类、冷却水槽的尺 寸和分布决定所成形坯料的冷却速度，以保证坯料的冷却速度在30K/S以上。
[0018] 所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，奥氏体化温度为880~930°C， 保温时间为5~20分钟，薄板材取下限，厚板材取上限。
[0019] 所述的高强度、高韧性、耐磨圆盘耙片的制造方法，根据需要在淬火后进行回火处 理，温度为180~250°C，保温时间为1~2小时，空冷。
[0020] 本发明的优点及有益效果如下：
[0021] 1、本发明以高强度钢板为原材料，采用冲压成形与淬火一体化工艺，同时完成耙 片的淬火与压制。使用的冲压成形模具由高导热的铜合金制造而成，且模具内部分布冷却 水槽。压制时，加热到奥氏体化温度之上的钢板，被迅速放入模具中，模具上型立即下压合 模，热态下对板材冲压成形，此时板材热量经高导热的铜合金模具导出，并被冷却水带走， 板材的温度迅速被冷却到马氏体开始转变温度（Ms)以下，冷却速度达到30K/s以上，高于 锰硼钢的临界冷却速度，钢板在成形模具内完成淬火。
[0022] 2、采用本发明的工艺方法生产耙片的尺寸精度高，一致性好。
[0023] 3、采用本发明的工艺方法生产耙片的力学性能高，耐磨性好，质量稳定。
[0024] 4、本发明工艺简化，可操作性好，无污染。
【附图说明】：
[0025] 图1为热压一水冷模具示意图。图中，1上连接件；2凹模；3上冷却铜板；4定位 杆；5下冷却铜板；6冷却水槽I ;7凸模；8下连接件；9定位孔；10冷却水槽II ;11坯料。
[0026] 图2为上料示意图。
[0027] 图3为热压、淬火示意图。
[0028] 图4为开模取料示意图。
【具体实施方式】：
[0029] 在【具体实施方式】中，本发明采用高淬透性的硼钢为原料，以水冷铜模为成形压制 模具，在高温下（高于板材的奥氏体化温度）下成形，同时通过模具热传导将热量快速导 出，使板材的温度迅速下降（冷却速度30K/s以上），在极短的时间内冷却到材料的马氏体 开始转变温度（Ms)以下，在模具内完成由奥氏体到马氏体的转变。其生产工艺流程如下：
[0030] 板材裁切一机加工外缘刃一冲内孔一冲缺口一加热一热压成形、淬火一回火一表 面清理一喷漆一包装入库。
[0031] 本发明的技术关键之一是选用硼钢作为原材料生产耙片。硼钢是以微量硼作为合 金元素、借助其提高淬透性的作用而改善钢的性能和节省合金元素的一种合金结构钢。硼 是硼钢中最重要的合金元素，它的最主要的作用是提高钢的淬透性，因而可以增大钢材的 可淬透尺寸，或者提高淬火后钢材截面内组织和性能的均匀性。
[0032] 硼是改善钢材淬透性能最高效的合金元素，大约在1921年第一次发现硼在钢中 的淬透性效果；到1935年左右在实际生产中验证了硼的这种作用，并找到加硼的正确方 法；1937年硼钢正式进入工业生产和实际应用阶段。
[0033] 硼提高淬透性的作用具有许多不同于其他合金元素的特点。主要有：
[0034] (1)提高淬透性的能力极强。0· 0010%~0· 0030%硼的作用可分别相当于0· 6% 锰、0. 7%铬、0. 5%钼和1. 5%镍，因此其提高淬透性的能力为上述合金元素的几百倍乃至 上千倍，故此只需极少量硼即可节约大量的贵重合金元素。
[0035] (2)具有最