CN212096537U - 一种高耐磨合金刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高耐磨合金刀，括刀体，刃部，所述的刃部包括合金层，所述的刀体在设有刃部的侧边沿刃部长度方向设有刀体基层，合金层呈条状，合金层沿刀体的刃部长度方向进行设置，合金层的后部夹持在刀体甚层内，合金层的前部有一部分突出在刀体基层外形成刃锋，合金层夹在刀体基层内的宽度大于合金层突出在刀体基层外的宽度。该合金刀刀刃锋利、耐磨性好，使用寿命长，使用过程中生产效率高，有效减少机械的能源消耗。

Description

一种高耐磨合金刀

技术领域

本实用新型涉及刀具，确切地说是一种高耐磨合金刀。

背景技术

碎草刀、灭茬刀、豆浆机刀片、小麦和玉米粉碎刀等刀具是相关器械的重要零件,其工作过程中，刀具一直处于与秸秆切断处的摩擦状态下，高温及持续的摩擦使刀刃部损耗加剧，刀刃钝化严重，刀具是主要农用粉碎机械的高损耗件。

粉碎刀的刀具的性能，主要体现在两个方面：一是其刃部的锋利性；二是其刃部的耐磨性。且，刀具刃部的耐磨性将影响其刃部的锋利性，若耐磨性差，则刀具刃部受磨损，将变钝，从而失去锋利性，刀刃变钝后，如果仍在可使用的尺寸范围内，则需要打磨或修刃，打磨或修刃几次后，由于尺寸变小，不能使用而废弃。

故，农用粉碎刀的刀具，其刃部的锋利性、耐磨性将直接影响到机械工作效率、使用寿命和经济效益。

以常见的收割机机械的秸秆粉碎机构为例，大部分秸秆粉碎机构的刀具，如久保田4LBZ-145G(PRO588I-G)半喂入联合收割机以及沃得DR150A半喂入联合收割机，其刀具的使用寿命为200-300亩地。且其工作过程中，还需要在刀具变钝时进行打磨或修刃，维护过程中，需要停机、拆卸后进行维护，大大影响了作业的进行。

为解决刀具的锋利性、耐磨性，现有的技术做出以下各种技术创新：

申请号 201711178340.3的中国发明专利，其公开了一种高强度刀具加工方法，包含如下步骤：用重量百分比为10-20%的钙长石； 70-80%的α-Si3N4粉末；0.5-1.5%的β-Si3N4晶 种，长径比3-4:1；1wt%-2.8wt%的两种及以上稀 土金属氧化物助剂，稀土金属氧化物的金属离子 半径成阶梯型分布，包括Y2O3,Yb2O3；1wt%-2wt% 的次致密化助剂MgO和AlN的混合物；混合，球磨， 烘干后放入石墨磨具中在热压烧结炉中1015MPa的压力下，在N2中升温至1500-1600℃下保 温2-7min，再升温至750-1800℃保温20-40min 后，在1250-1300℃退火1-1.5小时；然后，用制备 出的材料生产出毛坯刀具，平磨两面、线切割、研 磨、倒棱、刃磨做成高强度刀具。可见，其是通过材料的选择及热处理方式改进的。

授权公告号 CN 102517546 B的中国发明专利，其公开了一种耐磨刀具的加工方法，包括步骤：前处理；对刀具基体进行离子清洗；利用多弧离子镀在刀具基体表面沉积Ti过渡层；利用多弧离子镀在Ti过渡层上沉积TiN底层；利用非平衡磁控溅射在TiN底层上沉积TiN层。本实用新型由于采用多弧离子镀和非平衡磁控溅射复合沉积制备的涂层的方式，可显著提高涂层的强度和韧性，使刀具具有更好的耐冲击性和抗磨损性，有效提高了机械工程装置中的刀具的使用寿命。可见，其是通过多弧离子镀的方式形成涂层，以增加刀具的耐磨性。

申请号为CN201780020893.8的中国发明专利公开的机械加工刀具的刀刃部结构及其表面处理方法，其公开了将机械加工刀具的刀刃和所述刀刃的附近作为处理区域， 以0.01MPa～0.7MPa的喷射压力对所述处理区域喷射中位直径为1～20μm的大致球形的喷射颗粒，形成当量直径为1～18μm、深度为0.02～1.0μm以下的凹坑，并且使所述凹坑的 投影面积为所述处理区域的表面积的30％以上。可见，其是通过在刀具刃部喷射耐磨磨粒来提高刀刃部的表面硬度，提高加工刀具自身的耐久性。

申请号为201810633262.X的中国发明专利，其公开了一种利用嵌槽基板生产刀具的工艺方法，包含以下步骤（1）基板制备（2）清洗基板（3）嵌入高速钢条（4）真空焊接（5）回火（6）校直（5）精磨（7）刨刃（8）长料坯切割，（9）刃部精磨（10）刀具裁切（11）打孔（12）校直（13）清洗、防锈，成品包装。其是通过在刀口刃部的一面嵌焊高速钢条的方式解决刀具的锋利性、耐磨性。

综上，为提高刀具的锋利性、耐磨性，现有技术存在以下几种选择：

一是通过热处理工艺改善刀具的钢的组织。

二是刀具刃部表面的处理，通过在刀具表面喷涂耐磨性材料者钎焊耐磨磨粒提高刀具的耐磨性。

三是通过钎焊的方式在刀具的刀口的一个侧面焊接高速钢条或合金钢。

第一种处理方式，现有的粉碎用的刀具，其在生产加工过程中，一般均进行热处理，包括淬火、退火甚至是回火等处理，故，再通过热处理工艺改善其性能，目前的技术手段，无法做到。

第二种处理方式，通过对刀具刃部表面的处理，通过在刀具表面喷涂耐磨性材料者钎焊耐磨磨粒层提高刀具的耐磨性。上述处理方式，其处理后表面有一定的锋利性、耐磨性的增加，但其存在的问题是：上述表面处理的层厚较薄，一般是20-40um，上述表面处理层分布在刀的两个侧面，持续工作中，较薄的涂层或磨粒层一旦磨损后，刀具便失去了耐磨性；另外，上述涂层仅仅解决刀具表面的耐磨性，对刀体刀口的锋利性，并没有太大的作用。

对于第三种方式，在刀口处的一个侧面焊接高速钢条或合金钢，只对具有剪切工作特点的刀具来说效果较好。因为剪切方式的工作过程中，刀具工作过程中是一个侧面受摩擦，此类刀具，通过在摩擦的工作面设置刃面，通过在该刀具侧面刃部钎焊高速钢或合金钢的方式，再开刃，利用高速钢或合金钢来增加刀具刃部的锋利性、耐磨性。但上述在刀口处的一个侧面焊接高速钢条或合金钢的方式对于非剪切式工作的粉碎刀并不适用，非剪切式工作的粉碎刀在工作过程中，通过高速转动，切断的方式粉碎物料，其刀口处的两个侧面均受磨损。刀口处的一个侧面焊接高速钢条或合金钢，一是无法解决另一个侧面的耐磨性，二是在工作过程中，焊接的一个侧面焊接高速钢条或合金钢，也会因基体磨损而易脱焊。故上述方式不适用于非剪切式工作的粉碎刀。

目前，尚没有好的方式解决粉碎刀，特别是非剪切式工作的粉碎刀的锋利性、耐磨性的问题，刀具的损耗较大，严重影响机械作业效率、经济效益，且对刀体材料也是一种巨大的浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高耐磨合金刀，该合金刀刀刃锋利、耐磨性好，使用寿命长，使用过程中生产效率高，有效减少机械的能源消耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：

一种高耐磨合金刀，括刀体，刃部，所述的刃部包括合金层，所述的刀体在设有刃部的侧边沿刃部长度方向设有刀体基层，合金层呈条状，合金层沿刀体的刃部长度方向进行设置，合金层的后部夹持在刀体甚层内，合金层的前部有一部分突出在刀体基层外形成刃锋，合金层夹在刀体基层内的宽度大于合金层突出在刀体基层外的宽度。

与现有技术相比，其突出的特点是：

（1）刀体的刃部为嵌合在一起的层状结构，合金层居中间，其两侧分别是刀体基层，合金层一小部分宽度突出在刀体基层外形成刃锋，刃锋的锋利性、耐磨性很高，合金层两侧均有刀体基层夹持（焊接）固定，受力时不易脱焊。经砂砾磨损实验，本实用新型的刀具为现有刀具寿命的15倍左右。

（2）刀体刃部嵌合在一起的层状结构，合金层居中间，在工作过程中，刃部缓慢的磨损损耗中，其两侧的刀体基层也形成磨损，使合金层始终做为刃峰突出在刀体基层外，使刀体免磨且能始终保持新刀一样的工作状态，免除了现有刀具刃峰易磨损，需要进行磨修的麻烦，避免了停机维护，有效提高了农机的工作效率、经济效益。

（3）当合金层的厚度与选择与刃峰的厚度相近时，有助于合金金属的充分利用，合金层无需刨刃、磨修，其仅仅是工作状态下的磨损损耗，使“好钢完全用在刀刃上”，提高了贵金属材料的利用率，降低了合金的使用成本。

（4）大幅提升刀具的寿命，以久保田4LBZ-145G(PRO588I-G)半喂入联合收割机以及沃得DR150A半喂入联合收割机为例，普通刀具的寿命为200-300亩，本实用新型的刀具寿命是4500亩-6000亩。可以有效减少刀具的更换，降低刀具购买使用成本，生产效率高。原刀具6-8元/块；本技术方案的刀具35-40元/块；一个刀辊共需24块刀，一个刀辊工作4500-6000亩的用刀成本，用本技术方案的刀具，可以节省买刀成本480元。

（5）合金刀工作时，合金刀一般是在高速转动过程中切斩断开物料，切斩过程中刃峰是主要受力面，刃面受较小的磨损，且刃峰越锋利，对物料的切斩越快捷，使得机械设备的消耗的功率越低，工作效率越高，且设备越节省能源。久保田4LBZ-145G(PRO588I-G)半喂入联合收割机以及沃得DR150A半喂入联合收割机，装现有刀具，工作效率约5亩/时，油耗约12升/时；久保田、沃德小麦收，装本技术方案刀具，工作效率约高于5亩/时(约5.2亩/时)，5亩油耗约11.5升；完成相同的工作量5亩，本刀具节省油耗约0.5升，以刀具寿命4500亩-6000亩计算，共节约油耗900升-1200升，以4.5元/升油计算，则可以节约油费约4500元，具有巨大的经济效率，同时，节约燃料，减少废气排放，具有良好的社会效益。

进一步的优选技术方案如下：

所述的合金层的厚度为合金刀正常工作时所需要的刃锋的厚度的0.8-1.4倍。

合金层的厚度与合金刀正常工作时所需要的刃锋的厚度相近，使刀体的刃部始终保持新刀一样的工作状态，免除了现有刀具刃峰易磨损，需要进行磨修的麻烦，避免了停机维护，有效提高了农机的工作效率、经济效益。

所述的合金层的厚度与合金刀正常工作时所需的刃锋的厚度相同。

厚度相同的设置，可以使本合金刀始终保持新刀一样的工作状态，免除了现有刀具刃峰易磨损，需要进行磨修的麻烦，避免了停机维护，有效提高了农机的工作效率、经济效益。

所述的刀体基层夹持合金层在刃部的部分的截面形状为三角形。

上述设置，使刀体基层与合金层的形成较平滑的刃部。

所述的合金层两侧的刀体基层的形状完全相同。

上述设置，使斩切（非剪切）的刀具，刃部合金层两侧的侧面均有相同的刀体基层支撑，固定牢固，受力均衡。

所述的刀体相对的两个侧边均设有刃部。

机构工作时，可以通过正转的方式完成斩断，也可以通过反转的方式完成斩断。

附图说明

图1是现有技术中的一种刀体的结构示意图。

图2是现有技术中另一种刀体的结构示意图。

图3是本实用新型的刀体的结构示意图。

图4是图3中A部的局部放大示意图。

图5是本实用新型的第二种刀体的俯视结构示意图。

图6是图5的刀体的主视图。

附图标记说明：1－刀体；2－合金层；3－刃峰；4-刃面。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本实用新型。

参见图1可知，现有技术的刀体1，其没有合金层2，其刀体1刃面4喷涂耐磨性材料者钎焊耐磨磨粒层提高刀具的耐磨性。

其表刃面4处理后表面有一定的锋利性、耐磨性的增加，但其存在的问题是：上述表面处理的层厚较薄，一般是20-40um，上述表面处理层分布在刀的两个侧面，持续工作中，较薄的涂层或磨粒层一旦磨损后，刀具便失去了耐磨性；另外，上述涂层仅仅解决刀具表面的耐磨性，对刀体1刀口的锋利性，并没有太大的作用。

参见图2可知，现有技术的另一种刀体1，其加工过程中，刀体1与合金层2的结构是合金层2位于刃部的一侧。

其在刀口处的一个侧面焊接高速钢条或合金钢，只对具有剪切工作特点的刀具来说效果较好。因为剪切方式的工作过程中，刀具工作过程中是一个侧面受摩擦，此类刀具，通过在摩擦的工作面设置刃面4，通过在该刀具侧面刃部钎焊高速钢或合金钢的方式，再开刃，利用高速钢或合金钢来增加刀具刃部的锋利性、耐磨性。但上述在刀口处的一个侧面焊接高速钢条或合金钢的方式对于非剪切式工作的粉碎刀并不适用，非剪切式工作的粉碎刀在工作过程中，通过高速转动，切断的方式粉碎物料，其刀口处的两个侧面均受磨损。刀口处的一个侧面焊接高速钢条或合金钢，一是无法解决另一个侧面的耐磨性，二是在工作过程中，焊接的一个侧面焊接高速钢条或合金钢，也会因基体磨损而易脱焊。故上述方式不适用于非剪切式工作的粉碎刀。

参见图3、4可知，本实施例的一种高耐磨合金刀，由刀体1，刃部组成，刃部包括合金层2，刀体1在设有刃部的侧边沿刃部长度方向设有刀体1基层，合金层2呈条状，合金层2沿刀体1的刃部长度方向进行设置，合金层2的后部夹持在刀体1甚层内，合金层2的前部有一部分突出在刀体1基层外形成刃锋，合金层2夹在刀体1基层内的宽度大于合金层2突出在刀体1基层外的宽度。

合金刀工作时，合金刀一般是在高速转动过程中切斩断开物料，切斩过程中刃峰3是主要受力面，刃面4受较小的磨损，且刃峰3越锋利，对物料的切斩越快捷，使得机械设备的消耗的功率越低，工作效率越高，且设备越节省能源。

另外，刀体1工作过程中，其刃峰3有一定的磨损，刃面4同时也有磨损，由于刃峰3为合金，其耐磨损性远远好于刃面4。同时切断的物料（秸秆）在合金刀的作用下，会受推挤向两边分开，使刃面4受摩擦力较小。刃面4的正常的工作损耗，可以促使合金层2的边侧始终突出在刀体1甚层外形成刃峰3，使刀体1的刃部始终保持新刀一样的工作状态，免除了现有刀具刃峰3易磨损，需要进行磨修的麻烦，避免了停机维护，进一步提高了农机的工作效率、经济效益。

合金层2的厚度为合金刀正常工作时所需要的刃锋的厚度的0.8-1.4倍。

刃锋的厚度的0.8-1.4倍，刃峰3越薄，刀越锋利，但刃峰3的耐磨性会变差。合金层2的厚度与合金刀正常工作时所需要的刃锋的厚度相近，刀体1工作过程中，其刃峰3有一定的磨损，刃面4同时也有磨损，由于刃峰3为合金，其耐磨损性远远好于刃面4。合金刀工作时，合金刀一般是在高速转动过程中切斩断开物料，切斩过程中刃峰3是主要受力面，刃面4受较小的磨损，且刃峰3越锋利，对物料的切斩越快捷，使得机械设备的消耗的功率越低，设备越节省能源，同时切断的物料（秸秆）在合金刀的作用下，会受推挤向两边分开，使刃面4受摩擦力较小。刃面4的正常的工作损耗，可以促使合金层2的边侧始终突出在刀体1甚层外形成刃峰3，使刀体1的刃部始终保持新刀一样的工作状态，免除了现有刀具刃峰3易磨损，需要进行磨修的麻烦，避免了停机维护，有效提高了农机的工作效率、经济效益。

合金层2的厚度与合金刀正常工作时所需的刃锋的厚度相同。

厚度相同的设置，可以使本合金刀始终保持新刀一样的工作状态，免除了现有刀具刃峰3易磨损，需要进行磨修的麻烦，避免了停机维护，有效提高了农机的工作效率、经济效益。

刀体1基层的截面形状为三角形。

上述设置，使刀体1基层与合金层2的形成较平滑的刃部。

合金层2两侧的刀体1基层的形状完全相同。

上述设置，使斩切（非剪切）的刀具，刃部合金层2两侧的侧面均有相同的刀体1基层支撑，固定牢固，受力均衡。

参见图5、图6，所刀体1相对的两个侧边均设有刃部。机构工作时，可以通过正转的方式完成斩断，也可以通过反转的方式完成斩断。

本实施例的合金刀，具有以下几个方面的优点：

（1）刀体的刃部为嵌合在一起的层状结构，合金层居中间，其两侧分别是刀体基层，合金层一小部分宽度突出在刀体基层外形成刃锋，刃锋的锋利性、耐磨性很高，合金层两侧均有刀体基层夹持（焊接）固定，受力时不易脱焊。经砂砾磨损实验，本实用新型的刀具为现有刀具寿命的15倍左右。

（2）刀体刃部嵌合在一起的层状结构，合金层居中间，在工作过程中，刃部缓慢的磨损损耗中，其两侧的刀体基层也形成磨损，使合金层始终做为刃峰突出在刀体基层外，使刀体免磨且能始终保持新刀一样的工作状态，免除了现有刀具刃峰易磨损，需要进行磨修的麻烦，避免了停机维护，有效提高了农机的工作效率、经济效益。

（3）当合金层的厚度与选择与刃峰的厚度相近时，有助于合金金属的充分利用，合金层无需刨刃、磨修，其仅仅是工作状态下的磨损损耗，使“好钢完全用在刀刃上”，提高了贵金属材料的利用率，降低了合金的使用成本。

（4）大幅提升刀具的寿命，以久保田4LBZ-145G(PRO588I-G)半喂入联合收割机以及沃得DR150A半喂入联合收割机为例，普通刀具的寿命为200-300亩，本实用新型的刀具寿命是4500亩-6000亩。可以有效减少刀具的更换，降低刀具购买使用成本，生产效率高。原刀具6-8元/块；本技术方案的刀具35-40元/块；一个刀辊共需24块刀，一个刀辊工作4500-6000亩的用刀成本，用本技术方案的刀具，可以节省买刀成本480元。

（5）合金刀工作时，合金刀一般是在高速转动过程中切斩断开物料，切斩过程中刃峰是主要受力面，刃面受较小的磨损，且刃峰越锋利，对物料的切斩越快捷，使得机械设备的消耗的功率越低，工作效率越高，且设备越节省能源。久保田4LBZ-145G(PRO588I-G)半喂入联合收割机以及沃得DR150A半喂入联合收割机，装现有刀具，工作效率约5亩/时，油耗约12升/时；久保田、沃德小麦收，装本技术方案刀具，工作效率约高于5亩/时(约5.2亩/时)，5亩油耗约11.5升；完成相同的工作量5亩，本刀具节省油耗约0.5升，以刀具寿命4500亩-6000亩计算，共节约油耗900升-1200升，以4.5元/升油计算，则可以节约油费约4500元，具有巨大的经济效率，同时，节约燃料，减少废气排放，具有良好的社会效益。

以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种高耐磨合金刀，包括刀体，刃部，所述的刃部包括合金层，其特征在于：所述的刀体在设有刃部的侧边沿刃部长度方向设有刀体基层，合金层呈条状，合金层沿刀体的刃部长度方向进行设置，合金层的后部夹持在刀体甚层内，合金层的前部有一部分突出在刀体基层外形成刃锋，合金层夹在刀体基层内的宽度大于合金层突出在刀体基层外的宽度。

2.根据权利要求1所述的高耐磨合金刀，其特征在于：所述的合金层的厚度为合金刀正常工作时所需要的刃锋的厚度的0.8-1.4倍。

3.根据权利要求2所述的高耐磨合金刀，其特征在于：所述的合金层的厚度与合金刀正常工作时所需的刃锋的厚度相同。

4.根据权利要求1所述的高耐磨合金刀，其特征在于：所述的刀体基层夹持合金层在刃部的部分的截面形状为三角形。

5.根据权利要求1所述的高耐磨合金刀，其特征在于：所述的合金层两侧的刀体基层的形状完全相同。

6.根据权利要求1所述的高耐磨合金刀，其特征在于：所述的刀体相对的两个侧边均设有刃部。

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