提高農業機械的使用壽命

農業的根本出路在於機械化。當前我國農業機械最突出的問題在於整機工作效能的可靠性低,穩定性差,關鍵耐磨零部件的質量不高是重要的制約因素之一。長期以來,農機零配件的合格率一直都在60%~70%徘徊,農機耐磨配件則更低,例如,旋耕刀近年來平均抽查的合格率為58.3%,錘片的平均抽查合格率為61.9%。由關鍵耐磨件失效引起的農機故障情況佔50%以上,旋耕刀、收割機刀片、開溝器等刃具類關鍵耐磨件的失效大大增加了維修、換刀的時間,嚴重影響了農業機械的工作效率。因此,提高國產農業機械關鍵耐磨件的使用壽命對於提高農業機械生產效率、促進我國農機水平的提升具有重要意義。

提高農業機械的使用壽命

一、表面工程技術的應用

藉助堆焊、熱噴塗、激光表面處理等表面工程技術,通過對農機耐磨件易磨損表面的強化,可以大幅度提高零件的耐磨效能,延長耐磨件的使用壽命。在熱軋態45號鋼基體上採用鐳射熔凝處理,處理後試樣的耐磨粒磨損效能提高4.6倍;對棉花收割機刀具進行激光表面處理後其淬硬層可以得到極細小的馬氏體組織,硬度提高為878HV;可使刀片的磨損量減小,使用壽命延長。

二、仿生學的應用。

人們發現,生物體表面的特殊結構能有效降低自身與泥土的粘附和磨損。因此仿生學在農機土壤工作件上的應用日益受到重視。例如,自然界中生物的非光滑體表具有優良的減阻和耐磨效應,據此研發了仿生非光滑犁壁。田間測試表明,仿生非光滑犁壁與普通光滑犁壁相比,具有明顯的減阻耐磨效果。國外有人研發出了具有優異自潤滑效能的仿生聚合物抗磨材料超高分子量聚乙烯;還有人研製了基於幾何非光滑織構表面耐磨性仿生表面,發現其具有減小土壤滑動阻力和高耐磨性雙重優點。通過鐳射雕刻技術在鑄鐵表面加工出凹坑點狀、條紋狀和網狀非光滑形態,與光滑試樣相比,能顯著提高試樣的耐磨性。另據報道,根據蜣螂等土壤動物體表形態,研製的仿生非光滑推土板,具有顯著優於光滑曲面的降阻減磨作用,從而提高了推土板的耐磨效能。

三、提高用材耐磨性。

國外製造農機主要耐磨件的鋼材,除少數合金鋼外,大部分採用含碳0.5%~1.0%的碳素鋼和含碳0.3%~0.6%的中碳矽錳鋼製造。這些耐磨件經整體熱處理,具有較高的耐磨性和適當的強韌性,達到較高的使用壽命。陶瓷材料具有高硬度和高耐磨性,用在農機耐磨件上,比傳統材料具有無可爭辯的優越性。將塗有陶瓷材料的圓形金屬薄膜固定在圓形犁的兩側,取得了較好的減粘降阻效果。

近年來,各種複合材料的研究逐漸增多。採用消失模鑄滲工藝在鑄鋼犁鏵表面製備WC顆粒增強鋼基複合材料耐磨層,其硬度是基體的1.7倍,耐磨性是基體的2.97倍;利用鑄滲法在農機常用材料鑄鐵基體上製得鑄鐵基硼化物增強耐磨複合材料,可使其耐磨粒磨損效能顯著提高。