消失模铸造农械铲尖组织及性能研究

【摘要】：深松铲尖主要用于农业耕地,需要其具有良好的耐磨性以及韧性。随着我国农业现代化的推进,优质的深松铲尖依赖于国外进口,价格十分昂贵,而国内生产的深松铲尖价格便宜,但质量较差,所以国内急需制备出高性能、低成本铲尖。基于此本文采用新的工艺(消失模铸造)以及新的材质(球墨铸铁)来改善这一问题。先通过ProCAST模拟软件及试验确定深松铲尖消失模铸造工艺及参数,并成功制备出球墨铸铁深松铲尖,接着对球墨铸铁深松铲尖与原材质(Cr20铸铁)深松铲尖性能进行对比研究,最后采用直接淬火工艺研究球墨铸铁深松铲尖的耐磨性。通过ProCAST模拟可知,凝固完成时,缺陷集中分布在直浇道上。结果表明,设计的消失模铸造工艺及参数合理。深松铲尖消失模铸造工艺采用封闭式的浇注系统,成簇式生产。珠粒预发泡密度为20-24g/L,浇注温度1480℃,浇注时间10s,负压压力为0.05MPa,保压时间5min。对Cr20铸铁和球墨铸铁进行性能对比研究,结果表明,Cr20铸铁的冲击功是2.63J,球墨铸铁的冲击功是4.16J,球墨铸铁的冲击功比Cr20铸铁的提高了58%;Cr20的抗拉强度是454MPa,球墨铸铁的抗拉强度是560MPa,球墨铸铁的抗拉强度比Cr20铸铁的提高23%;Cr20铸铁的失重量是0.0113g,球墨铸铁的失重量是0.0458g,球墨铸铁的耐磨性能没有Cr20铸铁好。为了提高球墨铸铁的耐磨性,对球墨铸铁采用了直接淬火工艺。结果表明,600℃直接淬火球铁得到珠光体,硬度为382HV,800℃直接淬火球铁得到马氏体组织,硬度为628HV。在相同载荷的作用下,600℃直接淬火球墨铸铁的失重量是0.0028g,800℃直接淬火球墨铸铁的失重量是0.0006g,直接淬火提高了球墨铸铁的耐磨性。在不同载荷下,磨损量随着载荷的增加而增加。珠光体在相对低的载荷下发生氧化磨损,在相对高的载荷下发生剥落磨损。马氏体在相对低的载荷下发生磨粒磨损,在相对高的载荷下发生了氧化磨损。