棉花收割机刀具表面激光强化工艺研究

棉花 切割 机刀 片推广 和应 用提 供参考 。
燃烧 值 接 近木 材 ， 一种 产 量 巨大 的可 再 生 资 源 。 是 但 由于其 分散 、 收储季 节性 强 以及 人 工 收集 劳 动 强 度大 、 率 低 等原 因 ， 重 制 约 了棉 秆 规 模 化 工 业 效 严
利用 的发 展 。为 了解决 此 问题 ， 用 棉 秆联 合 收 割 采
Ｗ ， 变 扫 描 速 度 ， ５ ３ 改 在 ～ ５ ｍｍ ・ｓ 。范 围变 化 ；
与传 统热 处理 方法 相 比， 光 热 处理 可 满 足 上 激 述 要求 。激光 热处 理 利 用 高 密度 的激 光 束 照 射 金 属 材 料 表 面 ， 材 料 表 层 温 度 迅 速 升 高 ， 激 光 束 使 当 停 止 作 用 后 ， 料 基 体 温 度 迅 速 下 降 ， 而 使 材 料 材 从 表 层 经 历 一 个 热 处 理 过程 ， 过 控 制激 光 功 率 、 通 功 率 密 度 分 布 、 光 作 用 时 间 等 参 数 ， 变 金 属 热 循 激 改 环 形 式 ， 成 材 料 表 层 的淬 火 等 工 艺 ， 有 热 影 响 完 具
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摘 要 ： 用激 光表 面 强化工 艺对 棉花 收 割机 刀具进 行 热处理 ， 采 淬火层 的深度 和 宽度 受激光 输 出功 率 Ｐ和 扫
描速 度 的影响 ， １ ０ ￣ １０ 时， 增 大 ， 在 ４ ０ ８ ０Ｗ Ｐ 淬火层 深度 、 宽度 也相 应增 大 ； ５ ５ｍｍ ・ 。范 围内 ， 在 ～３ ｓ 增 大 ， 淬火 层 的深度 和宽 度减 小 。根据 激 光工 艺工 作条 件 和棉 花 收 割机 刀具 的性能 要 求 ， 以选 择激 光 则 可
Ａ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｌａ ｅ ｕ ｆ ｃ ｔｅ ｔ ｎ ｎｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｆｔ ｅ Ｃｏ ｔ ｎ Ｃｏ ｂ ｎ ａ ｖ ｓ ｅ ａ ｅ Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｓ ｒ Ｓ ｒ ａ ｅ Ｓ ｒ ｎｇ ｈｅ ｉ ｏ ｅ ｓ ｏ ｈ ｔｏ ｍ ｉ ｅ Ｈ ｒ ｅ ｔ ｒＢｌ ｄ
的切 削性 能 ， 而且 要有 较高 的抗 断 裂 韧性 和 较 高 的 塑性 及 良好 的抗 疲 劳 能 力 。为使 切 割 刀具 满 足 上 述 性 能要 求 ， 可采 用激 光表 面 强化 工 艺对 刀 具 进 行
处理 。
样： 固定 光 斑 直 径 ｄ一７ｍｍ 和 激 光 功 率 Ｐ： １ ０ ８０
关键 词 ： 花 ； 割机 ； 棉 收 激光 ； 片 刀
中 图 分 类 号 ： Ｇ１ ５ ２ Ｔ １ ． 文献标 志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０６ ２ ２ １ ） ９０ ２ － ２ １ ０ －３ Ｘ（ ０ ２ ０ －０ ７０
棉 秆 主要 成 分 为 纤 维 素 、 纤 维 素 和 木 质 素 ， 半
Ｍｈ ３式样 ： 择 适 宜 的 固定 的激 光 功 率 、 选 扫描 速 度
和 光 斑 直 径 ， Ｐ一 １ ５ ， 即 ８ ０Ｗ Ｖ一 ６ｍｍ ・ｓ ｄ一 ６ ～，
ｍｍ， 行成 品工艺 研究 和金 相显 微组 织 比较 。 进
表１ ６ ５锰 弹 簧 钢 的 化 学 成 分 （ 量 分 数 ） 质
功率 Ｐ一１ ０ ， ８ ０Ｗ 扫描速 度 在 ６ ２ｍｍ ・ 。即可 。选择适 宜 的工 艺有 利 于提 高硬 度 和使 用 效 率 ， ～１ ｓ 刀具 的金 相 显微 组 织 为超细 马 氏体 ， 度 可达 到 ＨＶ８ ８ 刀片 的磨损 量减 小 ， 用寿命 延长 。 硬 ７， 使
棉 花 收 割 机 刀具 表 面激 光 强 化 工 艺研 究
琚 海 魏 建义 苏 华礼ｎ ， ， （ ． 阳市质 量技术 监 督检验 测 试 中心 ， １安 河南 安 阳 ４ ５ ０ ；．安 阳职 业技术 学 院航 空学 院 ， ５００ ２ 河 南 安 阳 ４ ５ ０ ；． 阳工 学院机 械 工程 学院 ， ５ ００ ３ 安 河南 安 阳 ４ ５ ０ ） ５ ０ ０
１材 料 和 方 法
１ １刀 具 原 材 料 特 征 ．
棉 花 收割 机 所 用 刀 具 材 料 厚 度 为 ２ ０ ２ ８ ． ～ ． ｍｍ， 般为 ６ 锰 弹簧 钢 （ 主要 化 学成 分 和机 械 一 ５ 其 性 能见 表 １ 表 ２ 通过 冲压 、 轧 而成 ， 度 一般 为 、 ） 碾 硬
表２ ６ ５锰 弹 簧 钢 的 力学 性 能
ＨＶ７ ０级 。 ８
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机， 可实 现棉 秆 的 收割 、 喂入 、 碎 、 箱 和 自卸 等 切 集
联 合 作业 功 能 。棉 花 联 合 收 割 机 大 多 采 用 普 通 工 具 钢 制作 的刀 片 ， 切割 刀 片在 使用 过 程 中受 到 周 期
性 拉 应 力 、 断 冲击 力 、 曲应 力 及 扭 转 力 等 共 同 间 弯 作 用 ， 于一 种相 当复 杂 的应 用状 态 。其 失 效 形 式 处 主要 是 基 材 疲 劳 断 裂 和 刃部 材 料 严 重 磨 损 ， 因此 ，
在 使 用 时要求 刀 片 不 仅具 有 较 高 的 耐磨 性 和 良好
１ ２试 样 表 面 激 光 工 艺 方 法 ．
试 样 制作成 直径 ８ ０ｍｍ， ２ 厚 ０ｍｍ， 两端磨 平 ， 平 行 度好 ， 激 光淬 火 时 ， 面 均 匀 涂 吸 收层 以增 在 表
加 激光 的 吸 收 。试 样 共 做 ３组 ， ｌ式 样 ： Ｍｈ 固定 光 斑 直径 一８ｍｍ 和 扫描速 度 Ｖ＝ １ ＝ ０ｍｍ ・ ～， ＝ ｓ 改变 激 光 功 率 Ｐ 在 １ ０ ～ １ ０ 范 围变 化 ； ２式 ４０ ８０Ｗ Ｍｈ