沖擊時間對自納米化耐磨層磨損性能影響

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在農業生產過程中，磨損一直是不可避免的問題，每年因為磨損而造成巨大的材料浪費及經濟、能源損失。在農業生產中，農機觸土部件與土壤直接接觸，土壤中的雜質與觸土部件發生摩擦，產生磨粒磨損，以及偏酸性的土壤環境會對觸土部件產生腐蝕，降低觸土部件的使用壽命。試驗以深松鏟鏟尖為研究對象，經過不同時間自納米化處理研究發現，超聲沖擊不超過5 min時，隨著超聲沖擊時間的延長，磨損失重與摩擦系數均呈下降趨勢，沖擊時間超過5 min，導致金屬表面出現片狀磨屑剝落，破壞材料表面質量。通過分析顯微硬度可以得出，材料表面的硬度隨著沖擊時間的延長而顯著增強。經過金相分析得出，鏟尖表面均產生了納米級晶粒，沖擊時間越長，材料表層的晶粒尺寸越小。

近些年由于一直采用傳統鏵式犁翻耕作業，導致土壤流失嚴重，沙塵暴頻發，破壞土壤結構，在土壤下方15～20 cm左右形成犁底層，犁底層的存在阻礙水汽上下交換，致使作物根系得不到犁底層下方的水分和營養，影響農作物生長，導致作物減產，降低農業的經濟效益。查閱文獻資料數據顯示，在耕作過程中由于農機具失效導致農業機械發生故障率上升了50%左右，在深松期間，由于鏟尖耐磨性不足導致深松機械頻繁停止更換鏟尖，延長整地時間，增加作業油耗，提高農業成本。經美國首次提出保護性耕作，其定義為保證作物在正常生長的情況下，即以少耕或免耕的方式取代鏵式犁的翻耕，并保持適宜的殘茬覆蓋在土壤表面，減少表層土壤流失。保護性耕作過程中，深松土壤是一項重要步驟，即利用深松鏟打破犁底層，使其上下水汽相通，增加作物吸收影響，并且保證地表有殘茬覆蓋，防止風蝕水蝕。深松鏟是深松的主要部件，深松時鏟尖與土壤直接接觸，土壤中的砂粒以作物殘差對鏟尖產生磨粒磨損以及酸性土壤對鏟尖的腐蝕，嚴重降低鏟尖的使用壽命，致使鏟尖磨損失效以及斷裂失效。

農業機械化發展帶給人們很大的效率，使在春種及秋收搶時間環節作業效率更高，但是現在國內生產的農機具使用壽命低，易磨損、斷裂的問題一直困擾著人們。研究目的是增強鏟尖的使用壽命，選擇表面自納米化技術工藝，利用超聲技術為試驗手段，測量表面自納米化的鏟尖的硬度、磨損失重、摩擦系數及金相顯微組織，確定沖擊時間對表面自納米化效果影響，確定具體的沖擊時間。