CN107561107A - 一种反求d型打结器材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反求D型打结器材料的方法。它包括如下步骤：(1)检测D型打结器各零件的含碳量，根据所述零件的含碳量得到所述零件的材料种类；(2)根据所述零件的材料种类，按照如下1)或2)测定分析，即得到所述D型打结器材料；1)所述零件的材料种类为铸铁时，测定所述零件的基体组织、石墨形态和抗拉强度，得到所述铸铁的牌号；2)所述零件的材料种类为钢时，测定所述零件中所含元素种类以及含量、金相组织和硬度，再结合所述零件的使用性能要求以及由步骤(1)测得的所述零件的含碳量，得到所述钢的牌号。本发明提高了材料反求的效率和材料反求结果的准确性，降低了打结器材料选取的研发成本并缩短了其研发时间。

Description

一种反求D型打结器材料的方法

技术领域

本发明涉及一种反求D型打结器材料的方法。

背景技术

目前，方草捆捡拾压捆机被广泛应用于农作物秸秆和牧草等原料收集。在工作时，方草捆捡拾压捆机将散落于地面的农作物秸秆和牧草等原料进行捡拾并压制成高密度、整齐的捆式结构，以便于运输、贮存和综合利用。

打结器是方草捆捡拾压捆机的关键核心部件，多采用D型打结器。D型打结器结构紧凑，在无润滑的条件下高速间歇运转，且工作环境恶劣，主要零部件在工作时受到强烈的冲击力、压应力以及切应力，通过实地调研，关键零部件极易损坏，严重影响工作质量与效率。目前国内所生产的D型打结器由于材料选取的不当，导致其工作可靠性及寿命都较低。因此，D型打结器材料的选取至关重要。

由于国外D型打结器工作性能可靠以及寿命较长，深受国内方草捆捡拾压捆机生产厂家的青睐，但价格昂贵，严重制约着国产方草捆捡拾压捆机的发展。因此，对国外D型打结器材料反求进行研究，于提高国产D型打结器工作可靠性以及寿命来说，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种反求D型打结器材料的方法，本发明提高了材料反求的效率和材料反求结果的准确性，降低了打结器材料选取的研发成本并缩短了其研发时间。

本发明提供的反求D型打结器材料的方法，包括如下步骤：(1)检测D型打结器各零件的含碳量，根据所述零件的含碳量得到所述零件的材料种类；

(2)根据所述零件的材料种类，按照如下1)或2)测定分析，即得到所述D型打结器材料；

1)所述零件的材料种类为铸铁时，测定所述零件的基体组织、石墨形态和抗拉强度，得到所述铸铁的牌号；

2)所述零件的材料种类为钢时，测定所述零件中所含元素种类以及含量、金相组织和硬度，再结合所述零件的使用性能要求以及由步骤(1)测得的所述零件的含碳量，得到所述钢的牌号。

本发明中，在所述方法中步骤1)还包括如下步骤的预处理：将所述D型打结器各零件用数控铣床将零件表面的镀层去除，采用钻床获得零件的钻屑，最后将钻屑处理成粒度不小于0.4mm且大小基本均匀的试料；使用丙酮清洗试料，并于70℃-100℃干燥。

上述的方法中，所述零件的含碳量的质量分数大于2.11％时，所述零件的材料种类为铸铁；

所述零件的含碳量的质量分数为0.02％～2.06％时，所述零件的材料种类为钢；

采用碳分析仪测定所述零件的含碳量。

上述的方法步骤(2)-1)中，通过显微金相组织实验法测得所述零件的基体组织、石墨形态；

所述显微金相组织实验法包括如下步骤：测定所述零件的金相组织，通过观察各放大倍数下的所述金相组织，即得到所述零件的基体组织、石墨形态。

本发明中，所述显微金相组织实验法中，所述放大倍数为200～1000倍，具体包括200倍、400倍、500倍或200～500倍。

上述的方法步骤(2)-1)中，通过布氏硬度测定法测得所述零件的抗拉强度。

上述的方法中，采用布氏硬度仪测定得到所述零件的布氏硬度，所述布氏硬度测定法根据如下式Ⅰ所示公式计算得到所述零件的抗拉强度：

HBW＝RH×(A+B×R_m) 式Ⅰ；

所述式Ⅰ中，HBW为布氏硬度，R_m为铸铁的抗拉强度，A＝100，B＝0.44，RH＝0.8～1.2。

上述的方法步骤(2)-2)中，测定所述零件中所含元素种类以及含量，包括如下步骤：通过扫描电镜X射线能谱法获得所述零件的元素种类及其半定量含量，依据所述元素种类，然后通过电感耦合等离子体原子发射光谱分析法定量分析，得到所述零件的元素含量；根据测得的所述半定量含量确定材料牌号的大致范围，确定几种疑似牌号。

上述的方法步骤(2)-2)中，所述零件的金相组织通过所述显微金相组织实验法，其硬度通过洛氏硬度测定法测定。

本发明具有以下优点：

1、本发明首先检测了零件的含碳量，有效的将零件材料的种类铸铁和钢区别开，提高了材料反求的效率。

2、本发明在钢材材料反求的过程中采用了扫描电镜X射线能谱法以及电感耦合等离子体原子发射光谱分析法，提高了材料反求结果的准确性。

3、本发明在铸铁材质反求的过程中采用了显微金相组织法和布氏硬度测定法，保证了铸铁材料反求结果的准确性，降低了研发成本，并且提高了铸铁材料反求的效率。

4、本发明可操作性以及重复性强，显著提高了材料反求的效率以及结果的准确性，降低了打结器材料选取的研发成本并缩短了其研发时间。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1、D型打结器机架材料反求方法

D型打结器机架材料反求方法，包括如下步骤：

1)取制样。用数控铣床将机架表面的镀层去除，采用钻床获得机架的钻屑，最后将钻屑处理成粒度不小于0.4mm且大小基本均匀的试料。使用丙酮清洗试料，并于70℃干燥。

2)仪器调试。用能测量出碳含量的样品及助熔剂按照3)方法测定5遍，以此来检查碳测定仪的燃烧单元和测量单元的气密性。

3)校准及验证。碳分析仪重复分析含碳质量分数为0.05％的参考物质，直到显示值稳定为止，以此调节测量系统的响应；碳分析仪分别测定含碳质量分数为0.005％、0.008％、0.0105％、0.012％、0.030％、0.100％、0.170％、0.250％、0.300％、0.400％、0.600％、0.800％、0.900％、2.00％、3.000％、4.000％、5.000％有证参考物质的碳空白值，并建立校准曲线；将含碳质量分数分别为0.005％和5.000％的有证参考物质按照1:0、7:1、3:1、5:3、1:1、3:5、1:3、1:7、0:1的比例混合为总质量为1g的9份待测物质，碳分析仪分别测定该9份待测物质的碳浓度，以此对上一步的校准曲线进行验证。

4)机架含碳量分析。碳分析仪测定含碳质量分数为4.000％参考物质的碳浓度，如结果在误差限0.04％内，进行未知样品试样的分析。

5)碳分析实验结果分析。机架碳质量分数3.34％，所以机架材料为铸铁。

6)机架金相试样制备。线切割获得机架的金相试样；用砂纸以及抛光布对机架金相试样进行磨样及抛光，直至试样表面明亮如“镜面”；4％-6％的硝酸酒精溶液侵蚀试样表面，紧接着用去离子水冲洗侵蚀后试样表面，最后氮气吹干试样表面。

7)机架金相组织观察。采用光学显微镜，分别观察机架试样表面在200倍、400倍以及500倍的金相组织，包括石墨形态以及基体组织，并记录结果。

8)零件抗拉强度测定。布氏硬度仪测定零件试样的布氏硬度；通过经验公式HBW＝RH×(A+B×R_m)，(其中HBW为布氏硬度，R_m为铸铁抗拉强度，A＝100，B＝0.44，RH＝0.8～1.2)求得零件抗拉强度。

得到机架的布氏硬度为192，RH＝0.8，A＝100，B＝0.44，根据上述公式，计算得R_m＝210MPa。

9)结果分析。通过机架金相组织，得到其石墨形态为片状，基体组织为铁素体基体，结合其抗拉强度为150MPa，即得到机架的材质为HT150。

实施例2、D型打结器锥齿轮材料反求方法

D型打结器锥齿轮材料反求方法，包括如下步骤：

1)取制样。用数控铣床将锥齿轮表面的镀层去除，采用钻床获得锥齿轮的钻屑，最后将钻屑处理成粒度不小于0.4mm且大小基本均匀的试料。使用丙酮清洗试料，并于100℃干燥。

2)仪器调试。用能测量出碳含量的样品及助熔剂按照③方法测定5遍，以此来检查碳测定仪的燃烧单元和测量单元的气密性。

3)校准及验证。碳分析仪重复分析含碳质量分数为0.05％的参考物质，直到显示值稳定为止，以此调节测量系统的响应；碳分析仪分别测定含碳质量分数为0.005％、0.008％、0.0105％、0.012％、0.030％、0.100％、0.170％、0.250％、0.300％、0.400％、0.600％、0.800％、0.900％、2.00％、3.000％、4.000％、5.000％有证参考物质的碳空白值，并建立校准曲线；将含碳质量分数分别为0.005％和5.000％的有证参考物质按照1:0、7:1、3:1、5:3、1:1、3:5、1:3、1:7、0:1的比例混合为总质量为1g的9份待测物质，碳分析仪分别测定该9份待测物质的碳浓度，以此对上一步的校准曲线进行验证。

4)锥齿轮含碳量分析。碳分析仪测定含碳质量分数为4.000％参考物质的碳浓度，如结果在误差限0.04％内，进行未知样品试样的分析。

5)碳分析实验结果分析。锥齿轮碳质量分数为0.38％，得到锥齿轮材料为钢。

6)X射线能谱实验与结果分析。根据扫描电镜仪器的要求以及零件的形状大小，用线切割获得零件X射线能谱分析的方形试样；选取方形试样一面进行磨样抛光，直至表面明亮如“镜面”；根据仪器以及试样分析相关要求设置扫描电镜的加速电压为15KV、工作距离为10.1mm，以及能谱仪的工作电压为15KV、工作距离为10.1mm、样品倾角为0°、收集活时间为200s；采用扫描电镜配备的能谱分析仪对试样进行全谱分析，获得试样的能量谱图、主要元素及含量(Cr(w/％)＝1.1Mn(w/％)＝0.8Si(w/％)＝0.3Fe(w/％)＝97.8，上述元素的含量均为质量百分含量)；根据能量谱图、主要元素及含量，分析零件所接近的钢种牌号；分析影响材料牌号判定的“障碍”元素，为下一步化学方法定量检测各元素含量做准备工作。

7)电感耦合等离子体原子发射光谱分析实验及结果分析(Cr(w/％)＝0.920Mn(w/％)＝0.740Ni(w/％)＝0.030Si(w/％)＝0.360)。将零件材料处理成粒度大小小于0.4mm且干燥的小颗粒，采用微波消解法，用硝酸以及去离子水将适量小颗粒消解成供试品溶液；采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪定量测定相关元素的质量分数；根据各元素的含量结合含碳量，对零件牌号进行准确的判定，得到钢的照牌40Cr。

Claims (7)

1.一种反求D型打结器材料的方法，包括如下步骤：(1)检测D型打结器各零件的含碳量，根据所述零件的含碳量得到所述零件的材料种类；

(2)根据所述零件的材料种类，按照如下1)或2)测定分析，即得到所述D型打结器材料；

1)所述零件的材料种类为铸铁时，测定所述零件的基体组织、石墨形态和抗拉强度，得到所述铸铁的牌号；

2)所述零件的材料种类为钢时，测定所述零件中所含元素种类以及含量、金相组织和硬度，再结合所述零件的使用性能要求以及由步骤(1)测得的所述零件的含碳量，得到所述钢的牌号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述零件的含碳量的质量分数大于2.11％时，所述零件的材料种类为铸铁；

所述零件的含碳量的质量分数为0.02％～2.06％时，所述零件的材料种类为钢；

采用碳分析仪测定所述零件的含碳量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(2)-1)中，通过显微金相组织实验法测得所述零件的基体组织、石墨形态；

所述显微金相组织实验法包括如下步骤：测定所述零件的金相组织，通过观察各放大倍数下的所述金相组织，即得到所述零件的基体组织、石墨形态。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)-1)中，通过布氏硬度测定法测得所述零件的抗拉强度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：采用布氏硬度仪测定得到所述零件的布氏硬度，所述布氏硬度测定法根据如下式Ⅰ所示公式计算得到所述零件的抗拉强度：

HBW＝RH×(A+B×R_m) 式Ⅰ；

所述式Ⅰ中，HBW为布氏硬度，R_m为铸铁的抗拉强度，A＝100，B＝0.44，RH＝0.8～1.2。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)-2)中，测定所述零件中所含元素种类以及含量，包括如下步骤：通过扫描电镜X射线能谱法获得所述零件的元素种类及其半定量含量，依据所述元素种类，然后通过电感耦合等离子体原子发射光谱分析法定量分析，得到所述零件的元素含量。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)-2)中，所述零件的金相组织通过所述显微金相组织实验法，其硬度通过洛氏硬度测定法测定。