本申请属于农具，尤其是涉及一种犁田用的犁铧。
背景技术：
犁铧是犁田工具的一个主要部件，从用途上看，犁铧分为机械用犁铧和畜力用犁铧，畜力用犁铧为铸铁铸造而成，前端插入一个三角形的钢铁部件，而机械用犁铧是使用钢材，前端没有三角形的部件，由于水田环境的复杂，特别是部分山区，水田可能存在石头等硬物，有些驯服良好的牛能够在犁田过程中碰到坚硬的石头之后，自动停下来，以避免损坏犁，但是，犁田机如果遇到坚硬的石头，犁铧损坏的可能性非常大，犁铧以及相关的部件损坏是犁田机主要的维修原因，对于犁铧，一方面要求有一定的硬度，而同时要求有良好的韧性，不过，钢铁制品其实很难同时满足硬度与韧性的双重要求，这导致现在的机械用犁铧平均寿命不长。
衡量农业机械产品质量与效率的重要指标之一，就是其耕作部件的工作表现和使用寿命，而对耕作部件的要求，不仅应有较高的硬度来减轻土壤中磨粒造成的磨损，还应具有较好的韧性以抵抗工作时受到较大的冲击力，以保证耕作部件不受破坏，提高使用寿命。由于工作时，耕作部件直接接触土壤，这将会导致典型的磨粒磨损，而受到磨损的部件即便它并没有失效，但其耕作质量也会大幅降低，导致生产效率下降，能耗增加。如犁铧磨损会导致机械牵引阻力的增加及设备平衡变差。在引起农业机械零件失效破坏和材料消耗的原因中，由于磨损而导致的因素占到了80%以上，有些零件表面上看是由于断裂而报废,但真正很可能是由于表面磨损后使截面变小而引起强度与刚度不足，从而引起应力集中导致了机具的变形与断裂；如果这些零件在设计时过分侧重于强度的研究，就会转而以磨损形式代替原先的断裂而失效。由此可见,农业机械零件的失效破坏都直接或简接地与磨损有关。
目前国外对提高农业耕作部件耐磨性方面的研究及措施主要集中在以下几个方面：①采用新材料：如更高的耐磨性、高硬度的材料，提高整个工作部件的性能。
②制备易磨损件的备份：具体为将耕作部件上容易磨损的部分，作为可以修复或更换的零件。例如在犁铧背部广泛采用“钢材储备”结构，待磨损到一定程度后，利用锻造延伸法，将储备材料延展，又可恢复部件原样，恢复其刃口锋利程度，延长使用寿命，一般可以锻工延伸1-2次。
③使用新工艺：通过对部件进行退火、正火、淬火和回火等普通热处理或者进行渗碳、渗硼等化学热处理，改变其组织成分，再或运用堆焊、喷焊、熔覆等表面技术，将具有优秀抗磨损性能的材料通过一定的焊接工艺与基体结合，得到具有良好耐磨耐蚀性能的表面，并且还能保持基体的一些良好性能，如良好的韧性与弹性等。
国内科研人员也在这方面也进行了深入的研究和创新：
①郭继伟、沈大东等对材料的选择进行了探索研究，开发了“奥-贝球铁耙片”。他们利用普通球墨铸铁砂型槽模铸造成型技术以及等温淬火处理工艺，制备了以奥氏体-贝氏体为组织的耙片,研究发现用普通球墨铸铁通过等温淬火处理获得的奥氏体-贝氏体组织，在相同的磨损条件下，其耐磨性大大优于65mn钢，用其代替65mn钢生产耙片是切实可行的；另一方面用球铁生产耙片，不仅生产工艺简单，工艺范围宽，而且可操作性强。与65mn钢耙片相比，其使用寿命可提高30%，用球铁代替65mn钢生产耙片，还可节约30%的材料,大幅降低了生产成本。
②翟鹏飞等在60si2mn钢基体上制备了可以获得与基体达到分子间结合的合金铸铁堆焊层，堆焊层不仅组织致密，强韧性高，耐磨性好，而且通过电弧堆焊合金铸铁成本低，堆焊层质量高，可用于农机刀具工作表面的耐磨强化处理或者修复及再制造。
③贾小艳、姚冠新对自熔性合金粉末在农业机械中的应用进行了研究。研究采用了氧乙炔喷焊工艺制备农业机械特殊工况条件下的耐磨涂层，采用均匀试验对喷焊材料的组成进行设计，对涂层的组织和性能进行了研究分析，结果表明，稀土硅铁含量为0.5%,碳化钨含量为25%,剩余的为铁基自熔性合金，这一喷焊材料组成综合性能是最佳的，该涂层具有良好的耐磨性能，比过去的工艺提高使用寿命3-8倍，具有良好的经济效益。
④郝建军、马跃进等对氩弧熔覆耐磨层进行了探索，在农机刀具上进行了氩弧熔覆ni60a耐磨层的研究。他们针对农机刀具对耐磨性要求高的特点，研究了氩弧熔覆自熔性合金熔覆层在农机刀具上的应用，试验以氩弧为热源，采用预置法在q235钢基体上制备了ni60a合金熔覆层,用金相显微镜、硬度计、磨损实验机等测试了熔覆层的结合状况、组织结构和性能；对熔覆层组织结构、形成原因以及熔覆层的耐磨机理进行了分析；通过金相分析表明熔覆层组织主要由树枝晶构成且熔覆层与基体间为冶金结合；磨损试验表明，熔覆层耐磨性比常规淬火回火处理的65mn钢有所提高；田间试验表明氩弧熔覆ni60a自熔性合金熔覆层可用于农机刀具的修复和再制造。
氩弧熔覆耐磨层和基体金属存在双金属片现象，氩弧熔覆耐磨层和基体金属存在热胀冷缩系数的不同，导致复合犁铧在热胀冷缩的作用下，其合金层与基体金属粘合强度降低，产品变形，产品变形之后，导致原有的产品性能受到影响，影响耕作质量和耕作效率，并会导致产品寿命降低，在复合双层或者多层材料中，双金属片现象很难避免。
技术实现要素：
需要解决的技术问题：
1、需要解决基体金属和氩弧熔覆耐磨层由于双金属片现象引起的产品性能降低现象；
2、需要解决氩弧熔覆之后的硬度高但是韧性不足的问题；
3、需要解决氩弧熔覆之后的碰撞性摩擦问题。
技术方案：一种利用氩弧熔覆的犁铧，其特征是：
利用氩弧熔覆的犁铧，犁铧由基体金属和熔覆层两部分组成，基体金属为熟铁，犁铧的正面有加强筋，所述的加强筋是指凸出在犁铧正面的熟铁条，熟铁条是利用锻造或者焊接方法制造而成，利用加强筋将犁铧正面分隔成小块，在小块的凹进处利用氩弧熔覆成合金层，所述的犁铧正面是指犁铧与泥土接触面，所述的熟铁是指用生铁精炼而成的含碳量在0.02%以下的精炼铁，所述的合金层其成分为wc为3~3.5%，tic为3~4.5%，cu为7.5~10.5%，te为29.5~65%，al为15.5~42.5%，金刚沙为4~6%，cao2~3.5，熔覆过程为：
1）、表面预处理：将农机耕作部件常用的基体金属锻造加成成有加强筋的毛坯，然后用600号砂纸打磨抛光后，用稀盐酸清洗表面油污，得到基体金属新鲜、清洁的表面；
2）预涂覆：选择水玻璃作为粘结剂，按照优化设计得到的配料方案，进行wc、cu、tic、te、al、cao、金刚砂粉末的配制，再将硅酸钠粉末与二次蒸馏水均匀混合后调成糊状，将其均匀涂覆于事先经稀盐酸清洗过的基体金属上，涂覆层厚度为2mm~5mm左右。在空气中放置2小时后，将涂覆后的产品放置于电阻箱中，从室温缓慢加热升温至150℃并保温2h；
3）熔覆：选择一个宽敞明亮且通风良好的环境，确认消除周围的安全隐患，将毛坯基体金属固定在阳极接头上，采用直流正接的方式，氩气流量调为1l/min，采用水冷方式，按照产品制定的工艺参数，开始进行熔覆操作；
4）熔覆后的处理：熔覆完成之后，用手锤轻轻锤击掉熔渣，磨边，然后利用砂磨机初步磨制之后，利用砂纸打磨，最后利用布砂轮打磨，用手轻轻拭摸，手感光洁度达到之后，加上防锈油。
有益效果：利用氩弧熔覆的犁铧，基体金属采用熟铁，加强了整体的韧性，在犁铧正面锻造出加强筋，从而将熔覆层分隔成小块，这样能够有效避免两种材质的热胀冷缩不同引起的危害，加强筋的存在也能避免犁铧在遇到阻力过大时，熔覆层整体遭到破坏的现象，部分遭到破坏，易于修补，这样，能够提高犁铧的使用寿命，熔覆层也方便采用强度高的材料，减轻工作中的摩擦阻力。
附图说明
图1是利用氩弧熔覆的犁铧结构正面示意图；
图2是利用氩弧熔覆的犁铧结构背面示意图；
图3是氩弧熔覆原理示意图，
图中，1是熔覆层，2是加强筋，3是固定槽，4是固定孔。
具体实施方式
申请人参照附图予以说明本申请的具体实施方式：
在hss和硬质合金制造工艺中，产品往往需要考虑红硬性和冷硬性参数，就水田和旱地犁铧中，即使是机耕，犁地速度都不是很快，犁铧温度远达不到红硬性的软化温度，因此，通常情况下只需考虑冷硬性，犁铧工作时的温度通常在100℃以下，合金耐磨材料中，影响使用寿命的还有耐撞击性，合金材料中仅仅添加wc、tic、金刚砂等耐磨材料的合金，由于耐撞击性差，容易引起磨粒的脱离，从而降低使用寿命，为了防止耐磨材料的磨粒脱离，因此，在低温磨具或者水磨中，往往都加入了低熔点金属元素，低熔点金属元素如al、zn、sn，低熔点金属元素在磨制过程中，容易产生瘤状物，对耐磨材料起到粘滞作用，这样，延长了磨具的使用寿命，此外，al、zn、sn防撞击性好，对于复杂的农田环境，防撞击性也是延长犁铧使用寿命的关键因素，还有，铸铁制造的犁铧一个典型的缺点就是会生锈，生锈之后的犁铧使用性能降低，因此，犁铧在使用完毕之后，都需要卸下来，放置在干燥通风处，防止生锈引起的性能降低，此外，在使用前，犁铧往往也需要使用砂纸或者砂轮进行除锈工作，防止犁田时阻力过大，尤其是畜力，黄牛力气小，犁铧阻力过大，犁田效率降低，黄牛的体能消耗过大也对牛的健康不利。
图1中，1是熔覆层，2是加强筋，利用加强筋将熔覆层分隔成了小块，这样，基体金属采用延展性较好的熟铁锻制，而加强筋和基体金属为一体化构造，所述的熟铁是用生铁精炼而成的含碳量在0.02%以下的精炼铁，又叫锻铁、纯铁，熟铁质地很软，塑性好，延展性好，可以拉成丝，强度和硬度均较低，容易锻造和焊接。
采用熟铁做基体金属，相比球墨铸铁等金属材料，耐弯折性，耐冲击性均好过铸铁。
实施例1：氩弧熔覆ni60a自熔性合金熔覆层制造犁铧，先在锻造厂利用熟铁锻造出基体形状，然后，利用氩弧熔覆ni60a自熔性合金熔覆到犁铧上，由于氩弧熔覆ni60a自熔性合金熔覆在背景技术已有介绍，不再详述，需要说明的是，本申请采用加强筋，由于加强筋的机械性能低于熔覆层，而延展性高于熔覆层，这样，在遭遇到外部破坏力时，不致整个熔覆层均报废，可能就是几块熔覆层遭到损坏，这样，采用氩弧熔覆ni60a自熔性合金熔覆修补时，相应的技术难度也低于整体熔覆层。
实施例2：耐磨氩弧熔覆组分，wc为3~3.5%，tic为3~4.5%，cu为7.5~10.5%，te为29.5~65%，al为15.5~42.5%，金刚沙为4~6%，cao2~3.5，先将基体金属浸泡在3~5%浓度的稀盐酸溶液中3到5分钟，以清除基体金属上的铁锈和油污，有机质等，再利用氩弧熔覆在基体金属上，需要说明的是，生石灰是起到熔渣作用，添加生石灰之后进行氩弧熔覆，表面光洁度更高，采用wc和tic加工出来的犁铧耐用性增加，以上组分含量均为质量百分比。
氩弧熔覆层结构设计方案主要分为四个步骤：表面预处理、预涂覆、熔覆和熔覆后处理。
1）表面预处理：将农机耕作部件常用的基体金属锻造加成成有加强筋的毛坯，然后用600号砂纸打磨抛光后，用稀盐酸清洗表面油污，得到基体金属新鲜、清洁的表面。
2）预涂覆：选择水玻璃作为粘结剂，按照优化设计得到的配料方案，进行wc、cu、tic、te、al、cao、金刚砂粉末的配制，再将硅酸钠粉末与二次蒸馏水均匀混合后调成糊状，将其均匀涂覆于事先经稀盐酸清洗过的基体金属上，涂覆层厚度为2~5mm左右。在空气中放置2小时后，将涂覆后的产品放置于电阻箱中，从室温缓慢加热升温至150℃并保温2h。
3）熔覆：选择一个宽敞明亮且通风良好的环境，确认消除周围的安全隐患，将毛坯基体金属固定在阳极接头上，采用直流正接的方式，氩气流量调为1l/min，采用水冷方式，按照产品制定的工艺参数，开始进行熔覆操作，熔覆原理如图3所示。
4）熔覆后的处理：熔覆完成之后，用手锤轻轻锤击掉熔渣，磨边，然后利用砂磨机初步磨制之后，利用砂纸打磨，最后利用布砂轮打磨，用手轻轻拭摸，手感光洁度达到之后，加上防锈油，这样加工出来的犁铧韧性和耐磨性都比较好，缺点是加工工艺相对复杂，成本较高，尤其是打磨环节，硬质合金打磨时间长，后期需要人工打磨，光洁度的要求也较高，光洁度不好，容易损坏。
1.一种利用氩弧熔覆的犁铧，其特征是：
利用氩弧熔覆的犁铧由正面和背面组成，正面有加强筋（2）和熔覆层（1），背面有固定槽（3）和固定孔（4），所述的正面是指犁铧工作时和泥土直接接触面，所述的加强筋（2）是指基体金属锻造成犁铧形状后凸出在正面的金属条，加强筋（2）将犁铧正面分隔成小块，加强筋（2）厚2mm~5mm，所述的熔覆层是指加强筋（2）将犁铧正面分隔成的小块利用氩弧熔覆技术填充的合金层，所述的固定槽（3）位于犁铧的偏下方，固定槽（3）用来和犁田机或者木质犁连接，固定孔（4）位于固定槽（3）之上，固定孔（4）用来穿过固定用铁丝，从而将犁铧固定在木质犁上，对于犁田机，固定孔（4）为螺纹孔，通过螺杆锁紧犁铧在犁田机上，方便拆卸。
技术总结