【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农机具加工，具体涉及的是基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法。
技术介绍
1、在现代化农业生产中，农业机械被广泛使用，农业机械化的发展给农业生产带来了巨大改变，因而农业机械化作业的稳定性和可靠性显得尤为重要。影响农业机械的稳定性和可靠性的因素有很多，其中主要问题在于农机具使用过程中的农业机械部件的磨损较为严重。调查显示每年因农业机械部件失效所引起的农机故障情况约占50%，而其中农业机械触土部件发生磨损失效和断裂失效，约占农机部件失效的80%，因此如何提高农机具触土部件的耐磨问题对于农业机械化发展起着关键性的作用。
2、农机具触土部件在土壤中磨损形式主要为磨料磨损，农机零件中犁铧、耙片、深松铲、开沟器、旋耕机刀片等破碎土壤的刀具，其磨损主要是刀刃切入土壤和破碎土块时受到石块、砂粒等硬磨粒的强烈磨损。针对农机具触土部件表面的这一磨损机理的耐磨处理工艺，现有处理方法：增材处理方法，即在农机具表面形成一种耐磨层，例如：堆焊、熔覆、热喷涂技术等，可以实现增强农机具触土部件的耐磨性能。但其主要缺点是农机具表面与耐磨层不易结合，易断裂，并且操作复杂，成本高等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，这种基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法用于解决农机具使用过程中的触土部件磨损较为严重的问题。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂
3、步骤一、对基材65mn钢表面预处理；
4、步骤二、制备al2feconicrw0.5高熵合金粉末，所述高熵合金粉末以摩尔比计，其原料组成为：
5、al: fe:co: ni:cr:w=2:1:1:1:1:0.5；高熵合金粉末的尺寸为200-300目；
6、步骤三、制备表面仿生涂层：
7、以步骤二得到的al2feconicrw0.5高熵合金粉末为原料，采用激光熔覆方法，利用高能密度激光束使高熵合金粉末与接触的基村表面材料一起熔化，发生冶金反应，最后快速冷却凝固形成性能优异的熔覆层；其中，按照棱纹型仿生减阻耐磨结构尺寸参数在犁铧背面进行熔覆，得到棱纹型仿生减阻耐磨结构，按照凸包型仿生减阻耐磨结构尺寸参数在犁铧正面进行熔覆，得到凸包型仿生减阻耐磨结构；激光熔覆完成后得到具有高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层的犁铧。
8、上述方案步骤二中高熵合金粉末的尺寸为200-300目的制备方法：首先用qxqm-4l型行星式球磨机对配比好的al粉末、fe粉末、co粉末、 ni粉末、cr粉末、w粉末进行混合研磨，球料比为 2:1，球磨机的转速是 180 r/min，混合研磨时间为 2.5 h；混粉试验完成后，将混合粉末收集，放置于烘干箱中烘干，烘干时间60 min，温度80℃，得到尺寸为200-300目的高熵合金粉末。
9、上述方案中激光熔覆方法具体为：采用jsd-3000w连续光纤激光器制备al2feconicrw0.5高熵合金涂层，激光功率为2000w，扫描速度7 mm/s，激光光斑直径3 mm，送粉速度1.2 r/min，搭接率为40%，在熔覆过程中通入氩气，防止材料在高温下发生氧化，氩气流量为5 l/min。
10、上述方案中棱纹型仿生减阻耐磨结构为扇贝表面棱纹型几何结构，棱纹截面为弧形，棱纹与基材的接触面宽为5mm，棱纹弧形最高处h=3mm，棱纹型仿生减阻耐磨结构位于犁铧与土壤接触的下部，棱纹型仿生减阻耐磨结构在犁铧上的间距为2mm。
11、上述方案中凸包型仿生减阻耐磨结构为臭蜣螂头部凸包型几何结构，凸包的球冠底部直径d=10 mm，球冠高度h=2 mm，凸包型仿生减阻耐磨结构位于犁铧与土壤接触的上部，凸包型仿生减阻耐磨结构在犁铧上的分布密度采用30%。
12、有益效果
13、（1）本专利技术利用激光熔覆技术在犁铧刀刃的两侧分别制备了高熵合金涂层，以形成耐磨性不同的两个仿生表面,从而导致刀刃越磨越锋利，达到自磨刃的效果，其能够实现将激光熔覆技术与仿生表面技术的结合处理，有效的提高了犁铧表面的耐磨和减阻性能。
14、（2）本专利技术对高熵合金粉末的组成及激光熔覆参数进行了优选，采用本专利技术方法制备的熔覆层具有宏观成形性好、微观组织致密、结合强度高、稀释率低且硬度高，耐磨性好的特点。
15、（3） 本专利技术对仿生表面的结构进行了优选，采用本专利技术方法制备的仿生表面涂层，能够有效提高犁铧的防粘土能力，从而有效实现耐磨减阻的功能，并显著提高刀具的自磨刃效果。
16、（4）采用本种方法制备的自磨刃犁铧，可直接提高耕整地机械整机的可靠性、使用寿命、作业效率，降低作业能耗，同时，由于无故障作业时间延长而辅助时间大幅度缩短（更换犁铧、维修等）。
17、(5) 采用本专利技术方法制备的自磨刃犁铧，其主要在65mn钢表面利用激光熔覆技术制备高熵合金涂层，以形成耐磨性不同的两个仿生表面,从而导致刀刃越磨越锋利，达到自磨刃的效果，其能够实现将激光熔覆技术与仿生表面技术的结合处理，有效的提高了犁铧表面的耐磨和减阻性能。
18、(6) 本专利技术犁铧两侧表面设有不同耐磨程度的熔覆层，从而导致刀刃越磨越锋利，达到自磨刃的效果，大大提高了犁铧的使用寿命。
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1.一种基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，其特征在于：所述步骤二中高熵合金粉末的尺寸为200-300目的制备方法：首先用QXQM-4L型行星式球磨机对配比好的Al粉末、Fe粉末、Co粉末、 Ni粉末、Cr粉末、W粉末进行混合研磨，球料比为 2:1，球磨机的转速是 180 r/min，混合研磨时间为 2.5 h；混粉试验完成后，将混合粉末收集，放置于烘干箱中烘干，烘干时间60 min，温度80℃，得到尺寸为200-300目的高熵合金粉末。
3.根据权利要求2所述的基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，其特征在于：所述激光熔覆方法具体为：采用JSD-3000W连续光纤激光器制备Al2FeCoNiCrW0.5高熵合金涂层，激光功率为2000W，扫描速度7 mm/s，激光光斑直径3 mm，送粉速度1.2 r/min，搭接率为40%，在熔覆过程中通入氩气，防止材料在高温下发生氧化，氩气流量为5 L/min。
4.根据权利要求3所
5.根据权利要求4所述的基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，其特征在于：所述凸包型仿生减阻耐磨结构为臭蜣螂头部凸包型几何结构，凸包的球冠底部直径D=10 mm，球冠高度h=2 mm，凸包型仿生减阻耐磨结构位于犁铧与土壤接触的上部，凸包型仿生减阻耐磨结构在犁铧上的分布密度采用30%。
...【技术特征摘要】
1.一种基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，其特征在于：所述步骤二中高熵合金粉末的尺寸为200-300目的制备方法：首先用qxqm-4l型行星式球磨机对配比好的al粉末、fe粉末、co粉末、 ni粉末、cr粉末、w粉末进行混合研磨，球料比为 2:1，球磨机的转速是 180 r/min，混合研磨时间为 2.5 h；混粉试验完成后，将混合粉末收集，放置于烘干箱中烘干，烘干时间60 min，温度80℃，得到尺寸为200-300目的高熵合金粉末。
3.根据权利要求2所述的基于高熵合金粉末、表面仿生犁铧自磨刃涂层制备方法，其特征在于：所述激光熔覆方法具体为：采用jsd-3000w连续光纤激光器制备al2feconicrw0.5高熵合金涂层，激光功率为2000...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆达，张冲，刘东旭，贾克文，刘一琳，陈科，安佳铭，胡军，赵胜雪，董晓威，
申请(专利权)人：黑龙江八一农垦大学，
类型：发明
国别省市：
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