[其他]制造耐磨层的方法和装置及用此方法制造的刀具

说明书

本发明涉及一种在刀具上制造耐磨层的方法和装置，用此方法制造的刀具具有自动磨锐的刃口，所述的刀具主要用于收割具有粗茎的硬纤维作物，例如甘蔗的机械上。

用于收割、种植或加工具有粗茎的硬纤维作物（例如玉米、甘蔗、向日葵、灌木）的刀片需要有足够的强度，但首先需要有高的耐磨性，以及防止折断的韧性。可是钢的高的耐磨性和足够的韧性不能同时兼顾，因此必须综合考虑。

刀具一般是由足够韧的钢制成的，但它遭受着强列的磨损。问题是，如果在切割时除了作物的硬纤维的阻力外还同时受到其它的复合磨损，那么磨损就会进一步加剧。例如甘蔗联合收割机的刀具就存在这个问题。

甘蔗联合收割机能用来收和割，因此它具有收和割的刀具。联合收割机工作，利用刀具的高速旋转（超过100r.p.m）冲击来切割。不同的工艺过程，刀具的磨损是不同的。

当切割时碰到土壤，刀片除了受到甘蔗茎的阻力外，还受到土壤的强烈磨损。刀片由碳钢制成，偶尔也用低合金钢制造，具有足够的安全系数防止折断，但它不能经受土壤的磨损作用。

刀片可用螺钉固定在圆盘上，以便随时更换损坏的刀片（见奥地利专利AT-PS307，785）;刀片也可以是大直径圆盘锯上的锯齿，如英国专利UK-PS2，137，121和联邦德国专利DE-PS328，187上所公布的。

然而，螺钉和/或圆盘的磨损大于刀片的磨损。因此，需要频繁地更换螺钉和圆盘。

由于斩切刀具的尺寸较大，转速较快，必须考虑防止刀具折断。因此刀片是由足够坚韧的，但也是较易磨损的材料，通常是非合金钢制成的。

由于刀片、连接螺钉和圆盘的强烈磨损，需要频繁地更换零件，因而影响联合收割机的工作效率和材料的充分利用。另外还有一个问题，那就是联合收割机的易损零件并不是同时损坏。因此为了减少维修时间，即使没有完全损坏的零件也被频繁地更换。这样进一步增加了材料的消耗。

根据如上所述，必须显著地增加刀片、连接零件和圆盘的耐磨性。

显然，通过在上述的遭受磨损的零件表面敷上高度耐磨材料，这个问题可以获得解决。为了保证刀具刃口的锐度和自动磨锐能力，必须在刀具上敷上一层薄的、最大为2.5-3毫米均匀厚度，20-40毫米宽度的高耐磨材料带。为此目的，从经济效益考虑，利用表面层焊接是最可取的。

已有技术中，可以通过堆焊，即在同一方向上纵向移动焊弧形成耐磨层。从工艺上说，横向堆焊更好些，它通常通过焊机或要焊接的刀具纵向的间歇性送进以及焊弧的横向振动来实现。这样，工件的送进是间断的，即在焊接横向焊道时工件不动，然后工件被送进一个道宽，通过局部重迭的焊道形成纵向连续的带。（奥地利专利AT-PS333，102.）

然而，这种加工方法不能形成薄的、厚度均匀的表层，这是由于焊道互相毗邻使焊接带的表面形成波状或鳞状。而且，它的最小厚度也远远超过了所要求的最佳的、最大为3毫米的厚度。此外，因为工件的厚度较薄（一般小于10毫米），只能用较低的电弧能和相应的较低的堆焊速度进行堆焊。电弧的振动速度一般是10-15米/小时，在极个别的情况下也不超过50米/小时。

如上所述，可以清楚地看出，用已知的表层焊接加工方法是不可能形成相当薄的，具有自动磨锐能力的刃口。

本发明的目的是提供一种在所述的刀具上形成耐磨层的方法和装置。

按照本方法，工件在纵向送进的同时，电弧也进行横向振动，其振动速度为100-300米/小时。在堆焊开始后，这个振动引导着电弧的基点（电极）总是处于1700-1900℃的焊接熔池里。

振动速度可以是恒定的或变化的，它取决于所要表层的横截面。例如如果表层的横截面呈8字形，振动就以正弦曲线变化的速度实现。如果表层的厚度在横截面上是均匀增加的，工件的平面与水平方向成一角度，这样焊层将呈所要的形状。

根据本发明的装置包括一动力源，送丝部件，工件固定架，以及具有100-300米/小时速度的电弧振动部件。

本发明的进一步目的是提供用上述方法和装置制造的、具有耐磨层的和自动磨锐能力的刃口的刀具，这里所述的刀具能用在收割硬纤维、粗壮作物，例如甘蔗的机械中，其特征在于，刀具刃口上具有最大为3毫米均匀厚度的耐磨层，刀片或齿的材料的耐磨性与耐磨层材料的耐磨性之比在3到10之间。