ДОЛОТО ГЛУБОКОРЫХЛИТЕЛЯ
CHISEL OF SUBSOIL CULTIVATOR

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам орудий для основной обработки почвы.
Известно долото глубокорыхлителя (патент РФ №2362286, опубл. 27.07.2009). Посередине долота выполнены боковые проточки, образующие разгрузочные окна и дополнительную режущую плоскость, соединенные делителем. Недостатком такого долота является его низкая стойкость из-за быстрого износа.
Наиболее близким является долото, используемое в глубокорыхлителях 9700 С TS фирмы Salford (http:/www.salfordmachine.com). Долото выполнено в виде изогнутой пластины. Недостатком такого долота является его низкая стойкость из-за быстрого износа, т.к. рабочая часть долота не упрочнена износостойкой наплавкой.
Технический результат заключается в повышении стойкости долота глубокорыхлителя.
Технический результат достигается тем, что в заявленном долоте глубокорыхлителя, выполненным в виде пластины, наружная поверхность пластины имеет наплавленный слой толщиной 0,1-0,8 от толщины пластины и длиной 2-20 от толщины пластины, в направлении от рабочего торца вдоль пластины долота. Наплавленный слой, наряду с другими элементами, содержит по массе 1,0-6,5% углерода и 2,5-45,0% хрома.
На чертеже изображено долото, общий вид. Цифрами и буквами обозначено: 1 - долото глубокорыхлителя, выполненное в виде изогнутой пластины; 2 - наплавленный слой толщиной h и общей длиной d; 3 - торец рабочей части долота; b - толщина пластины (основания) долота.
Нанесение на наружную поверхность долота износостойкого слоя повышает его стойкость и обеспечивает самозатачивание. Самозатачивающееся долото состоит из двух слоев, материалы которых значительно отличаются по износостойкости. Наплавленный слой является более твердым и износостойким. Как правило, долота глубокорыхлителей изготавливают из стали 20, стали 65Г и аналогичных сталей. Эти стали хорошо поддаются штамповке, горячей ковке и механической обработке твердосплавным режущим инструментом, при этом они обладают относительно невысокой износостойкостью по сравнению с более легированными сталями и сплавами. Во время работы износостойкий слой должен постоянно выступать на торце рабочей части долота и сохранять достаточную остроту профиля. Сама форма двухслойного профиля рабочей части долота, получающаяся при изнашивании, как показали исследования, зависит от износостойкости материалов слоев и размеров наплавленного износостойкого слоя.
Установлено, что повышение стойкости при одновременном обеспечении процесса самозатачивания долота происходит при толщине наплавленного слоя h, равной 0,1-0,8 от толщины b пластины (основания) долота. Если значение будет меньше нижнего предела, то основной металл долота будет изнашиваться медленнее, начнет затупляться рабочий торец долота, что приведет к снижению качества и производительности обработки почвы. При превышении верхнего значения соотношения, наоборот, основной металл долота будет изнашиваться намного быстрее наплавленного слоя, в результате обнажится износостойкий слой, и он начнет крошиться, особенно интенсивно при попадании на него камней и других твердых частиц.
Установлено, что если длина износостойкого наплавленного слоя будет меньше величины, равной двум толщинам пластины, то стойкость долота практически не возрастает ввиду небольшого размера наплавленного слоя. При этом происходит интенсивный износ пластины долота, расположенный выше наплавленного слоя, что приводит к уменьшению толщины пластины и ее загибу.
Если длина износостойкого наплавленного слоя превышает длину, равную двадцати толщинам пластины долота, то стойкость уже не растет, т.к. этот участок подвержен меньшему износу, чем рабочая передняя (торцевая) часть.
Наплавка износостойкого слоя на наружную поверхность долота повышает его износостойкость за счет того, что при этом наблюдается равномерный износ нижней части долота при движении по уплотненному слою почвы, а верхний поднятый слой скользит по износостойкому слою. За счет равномерного износа сохраняется острота торцевой части долота и ее стойкость на излом и выкрашивание.
Выполнение износостойкого наплавленного слоя на поверхности долота из сплава с содержанием по массе 1,0-6,5% углерода и 2,5-45,0% хрома обеспечивает улучшенное самозатачивание за счет ускоренного изнашивания основного металла пластины долота и замедленного изнашивания наплавленного слоя. При меньшем содержании углерода и хрома ускоряется процесс изнашивания наплавленного слоя, а при большем - резко увеличивается хрупкость наплавленного металла и повышается его склонность к выкрашиванию.
Пример. Долото глубокорыхлителя выполнено горячим прессованием из стали 65Г и состоит из изогнутой пластины 1 толщиной 12 мм и наплавленного слоя 2 толщиной 6 мм и длиной 84 мм в направлении от рабочего торца 3 вдоль пластины долота.
Наплавка выполнена плазменно-порошковым способом сплавом следующего состава, масс.%: углерод 2,5; хром 20,5; молибден 1,5; кремний 1,1; марганец 1,2; железо - остальное. При эксплуатации такого долота в первую очередь изнашивается основной металл - сталь 65Г, обнажается наплавленный слой, в результате проявляется эффект самозатачивания. В связи с установлением соотношения между толщиной пластины (основания) долота и размерами наплавленного слоя, при рекомендованном содержании в наплавленном металле углерода и хрома, наблюдается сохранение самозатачивания долота до полного износа наплавленного слоя. Срок службы таких долот возрастает в 2-4 раза при равномерном изнашивании и отсутствии выкрашивания, снижается расход топлива, улучшается качество обработки почвы.