[00372824]农业触土部件耐磨涂层制备及应用

旋耕刀、灭茬刀、深松铲、犁铧、割草刀等农业触土部件作业时因频繁遭受土壤中的砂砾石块、作物杂草根茎的冲击、挤压、凿削、剐蹭等作用而发生磨损失效。据统计，因农业触土部件磨损失效而造成的65Mn、60Si2Mn等优质钢材损耗每年高达800多万吨，直接经济损失多达400亿元。另外，磨损还会导致耕作阻力增大、作业油耗增加、耕作质量降低、作业效率降低、延误农时、土壤重金属污染等问题，间接经济损失巨大。针对上述问题，该项目开发了系列农业触土部件耐磨强化涂层制备技术，并在农业触土部件制造企业和农业机械整机生产企业推广应用，取得了良好的经济效益和社会效益。 1.所属科学技术领域：该项目属于农业机械领域，涉及农机零部件制造、材料表面强化等方向。 2.主要技术内容：针对农业触土部件工况恶劣、失效频繁、使用寿命短等特点，利用反应氮弧熔覆/堆焊、反应等离子喷涂/熔覆/堆焊、反应火焰熔覆、反应氩弧熔覆等涂层制备技术，在旋耕刀、深松铲等表面低成本、高效率制备了大厚度TiCN、TiN-Al₂O₃、TiCN-Al₂O₃、TiCN-WC、TiAlCN、Fe-Cr-C-V、NiWC等耐磨陶瓷复合涂层(专利：200910074595.4、201110309109.X、201110309131.4)，分析了涂层的形成机制和耐磨机理，优化了涂层组织和性能，获得了能指导生产实践的涂层制备工艺；利用上述技术强化了自行研制的旋耕刀、深松铲和割草刀(专利：201620760873.7、201721186694.8、201721070722.X、201521130478.2、201821455748.0)，与市售非涂层同类产品田间对比试验表明，耐磨性好，使用寿命长。 3.技术经济指标：涂层成形良好、结构致密；涂层厚度大(最高2mm)、内应力小、无裂纹；涂层硬度高(最高可达1000HV)，为市售非涂层同类产品的2倍多；涂层耐磨性好，为市售非涂层同类产品的2～3倍。 4.推广应用情况：该项目研究对减小农业触土部件磨损、延长使用寿命、降低油耗、减小耕作阻力和换刀次数、争抢农时等具有显著效果，成果在盐城铁秆子、山东蒙星、南昌全球、河北农哈哈、河北圣和、滦县百信等企业和农机专业合作社应用。建立校企合作试验基地12个，培训技术骨干224人，为专业合作社及农户免费提供试验部件2.2万片。 5.促进行业科技进步作用及效益情况：与常规强化技术相比，该项目技术具有能耗小、设备投资少，工艺技术简单，成本低，涂层厚度大、表面成形好、耐磨性高等优点，符合中国“推动农机装备产业向高质量发展转型”的政策要求，切合农机企业的加工能力和生产现状，研究成果可为农业触土部件的表面耐磨强化提供理论和技术支持。 项目获专利10项，发表论文60篇，培养研究生18名，项目成果专家鉴定为国际先进水平，为主要应用单位新增销售额44014万元，新增利润5800余万元。