渗碳工艺对高速液压翻转犁犁尖部件耐磨性的影响

简介

针对在犁尖部件的局部区域堆焊硬质合金层仍无法解决现有国产犁尖整体耐磨性不足的问题,该研究对高速液压翻转犁犁尖部件整体采用渗碳-淬火-回火处理,并探讨了该工艺对犁尖微观组织与耐磨性的影响机制。研究结果表明,经渗碳-淬火-回火(Carburizing-Quenching-Tempering,CQT)工艺处理后的犁尖(CQT态犁尖)近表层最大碳质量分数约为0.70%,渗层深度约为2.5 mm,其表层组织为针状马氏体(高硬度)+残余奥氏体+少量碳化物,芯部组织则以板条马氏体(高强韧性)为主,这与经淬火-回火(Quenching-Tempering,QT)工艺处理后的犁尖(QT态犁尖)中的板条马氏体+先共析铁素体组织明显不同,微观组织的改善使CQT态犁尖近表层的显微硬度较QT态犁尖提高56%。同时,与QT态犁尖相比,CQT态犁尖芯部的屈服强度和抗拉强度分别提升16%和20%。摩擦磨损试验及田间试验表明,CQT态犁尖的平均摩擦系数较QT态犁尖下降约22%,耕作120 hm2后的CQT态犁尖的磨损量较QT态犁尖降低37%,这主要归因于渗碳层中含有高硬度针状马氏体及残余奥氏体的应变诱导马氏体相变的综合强化作用。此外,与QT态犁尖相比,CQT态犁尖的耐磨性更高,从而具有更大的表面积,这有利于通过减小犁尖单位面积上的载荷和摩擦放热量来减轻待磨层材料蠕变软化的倾向,从而提高CQT态犁尖的耐磨性。上述研究结果可为改善农机触土部件的耐磨性提供可行的技术方案。