一種電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)，特別是一種涂覆硬質(zhì)薄膜的電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是畜牧業(yè)大國，每年一次的剪羊毛是畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，季節(jié)性強、作業(yè)期限短、勞動強度大。相比手工剪羊毛，電動剪羊毛由電機驅(qū)動，剪切力大、留茬低，可提高剪毛效率、羊毛產(chǎn)量及羊毛等級，電動剪羊毛機既適合個體養(yǎng)殖戶小批量剪毛，也適合有組織的大規(guī)模剪毛，是畜牧業(yè)現(xiàn)代化的標志，對提高牧民收入、促進國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。
[0003]電動剪羊毛機的切割副由動刀片和定刀片組成，動刀片和定刀片是電動剪羊毛機關(guān)鍵部件，在一定壓力下，電機驅(qū)動該動刀片在定刀片表面做高速往復運動，完成切割過程。切割過程中，刀尖是切割副的主要部位，其主要受羊毛磨損及夾雜在羊毛中的高硬度砂粒磨粒磨損而變鈍失效。且刀尖及定、動刀片配合面的磨損，使定、動刀片間出現(xiàn)間隙，阻礙了羊毛的夾住和切割，大大降低了刀片質(zhì)量和使用壽命。另外，在剪切含砂量較大的羊毛時，高速運動的動刀片遇到較大尺寸的砂粒時，砂粒沖擊刃口，在硬度較低的延性表面產(chǎn)生塑性變形，在硬度較高的脆性表面，產(chǎn)生裂紋。若砂粒斷裂強度高于刃口斷裂強度，易造成崩刃現(xiàn)象，因此，刀片的硬度、韌性和耐磨性的匹配是影響刀片質(zhì)量和壽命的關(guān)鍵因素。
[0004]材料耐磨性與其硬度及磨粒硬度直接相關(guān)，當磨粒硬度(Ha)遠遠高于被磨材料硬度(Hm)時，磨損達到最劇烈程度，而Ha遠低于Hm時，純磨粒磨損消失，但可能會伴隨有疲勞磨損或粘著磨損等。對磨粒磨損來說，當Hm = 0.9-1.4Ha時，磨粒磨損完全避免，當Hm=0.8-0.85Ha時，耐磨性即有很大提高，對于石英磨粒(1000HV)來說，要求被磨材料硬度為800-850HV(約63-65HRC)。通過熱處理工藝獲得如此高的硬度，將導致材料韌性顯著降低，刀片材料的抗沖擊磨損和抗接觸疲勞磨損性能大大降低，難以滿足剪羊毛機工況需求。且動刀片齒數(shù)相對定刀片少，每個齒進行剪切運動的次數(shù)比定刀片多，因此，對動刀片性能提出了更高的要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)，不但能夠有效提高雜交羊的細羊毛的剪毛速度和質(zhì)量，而且可大大提高剪切含砂量重的電動剪羊毛機的刀片壽命。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)，安裝在電動剪羊毛機的機架上，所述剪切機構(gòu)包括互相適配的定刀片和動刀片，其中，所述動刀片包括材料硬度為55-62HRC的基體和沉積在所述基體表面的顯微硬度大于1500HV的復合硬質(zhì)薄膜層。
[0007]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述定刀片的表面也沉積有所述復合硬質(zhì)薄膜層。
[0008]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述復合硬質(zhì)薄膜層包括粘結(jié)層、過渡層和工作層，所述粘結(jié)層直接沉積在所述基體表面上，所述過渡層沉積在所述粘結(jié)層上，所述工作層沉積在所述過渡層上。
[0009]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述復合硬質(zhì)薄膜的厚度為3-10 μπι。
[0010]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述粘結(jié)層為Cr或Ti材料層。
[0011]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述粘結(jié)層的厚度為0.2-0.5 μπι。
[0012]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述過渡層為CrN或TiN材料層。
[0013]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述過渡層的厚度為0.5-1.5 μπι。
[0014]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述工作層為CrN、TiN或TiAlN材料層。
[0015]上述的剪切機構(gòu)，其中，所述工作層的厚度為2 μ m-8 μ m。
[0016]本實用新型的有益功效在于:
[0017]由于刀片表面采用了高硬度的硬質(zhì)薄膜，其硬度遠遠高于羊毛中夾雜砂粒的硬度，可大大提高刀片耐磨粒磨損性能，且硬質(zhì)薄膜本征硬度與刀片材料硬度無關(guān)，可適當調(diào)整熱處理工藝，降低刀片材料硬度(55-62HRC)，提高其韌性，降低刀片崩刃傾向。硬質(zhì)薄膜沉積溫度低于150°C，防止了刀片材料回火，也有效保證了刀片材料硬度。采用由粘結(jié)層、過渡層和工作層構(gòu)成的多層復合結(jié)構(gòu)薄膜，緩解了硬質(zhì)薄膜內(nèi)應力，提高了硬質(zhì)薄膜與刀片間結(jié)合力及硬質(zhì)薄膜韌性。因此，涂覆有硬質(zhì)薄膜的電動剪羊毛機刀片結(jié)合了刀片材料高韌性和復合結(jié)構(gòu)硬質(zhì)薄膜高硬度、高耐磨性，使電動剪羊毛機刀片獲得了優(yōu)異的耐磨損和抗崩刃性能，刀片使用壽命提高80%，提高了剪毛效率，降低了剪毛成本和剪傷羊的概率。
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型一實施例的動刀片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1的I部放大剖視圖；
[0021]圖3為圖1的A-A剖面圖；
[0022]圖4為圖1的B-B剖面圖；
[0023]圖5為本實用新型一實施例的定刀片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，附圖標記
[0025]I定刀片
[0026]2動刀片
[0027]3 基體
[0028]4復合硬質(zhì)薄膜層
[0029]41粘結(jié)層
[0030]42過渡層
[0031]43工作層
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述:
[0033]參見圖1-圖4，圖1為本實用新型一實施例的動刀片2結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的I部放大剖視圖，圖3為圖1的A-A剖面圖，圖4為圖1的B-B剖面圖。本實用新型的電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)，安裝在電動剪羊毛機的機架上，所述剪切機構(gòu)包括互相適配的定刀片I和動刀片2，所述動刀片2包括材料硬度為55-62HRC的基體3和沉積在所述基體3表面的顯微硬度大于1500HV的復合硬質(zhì)薄膜層4。
[0034]參見圖2，其中，所述復合硬質(zhì)薄膜層4包括粘結(jié)層41、過渡層42和工作層43，所述粘結(jié)層41直接沉積在所述基體3表面上，所述過渡層42沉積在所述粘結(jié)層41上，所述工作層43沉積在所述過渡層42上。本實施例中，所述復合硬質(zhì)薄膜的厚度優(yōu)選為3-10 μπι。所述粘結(jié)層41優(yōu)選為Cr或Ti材料層。所述粘結(jié)層41的厚度優(yōu)選為0.2-0.5 μ m。所述過渡層42優(yōu)選為CrN或TiN材料層。所述過渡層42的厚度優(yōu)選為0.5-1.5 μ m。所述工作層43優(yōu)選為CrN、TiN或TiAlN材料層。所述工作層43的厚度優(yōu)選為2 μ m_8 μ m。
[0035]參見圖5，圖5為本實用新型一實施例的定刀片I結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，所述定刀片I的表面也可沉積有所述復合硬質(zhì)薄膜層4。該復合硬質(zhì)薄膜層4的結(jié)構(gòu)與動刀片2上的復合硬質(zhì)薄膜層4結(jié)構(gòu)相同，故在此不再贅述。
[0036]加工時，將經(jīng)過淬火、回火、開刃等一系列工藝處理后的動刀片2/定刀片I放入有機溶劑中進行超聲波清洗，去除其表面油污，其中動刀片2和定刀片I材料的硬度為55-62HRC，以提高刀片韌性和抗崩刃性能，采用120目-300目白剛玉，在0.1-0.2MPa下進行干噴砂處理，獲得清潔、新鮮表面，噴砂處理后動刀片2/定刀片I放入有機溶劑進行超聲波清洗，清洗完成后，將其放入70°C -100°C烘箱中烘干，然后裝卡在物理氣相沉積設備真空室內(nèi)，關(guān)閉真空室門，抽真空，待真空室壓力小于5X10 3Pa時，開啟加熱，加熱溫度低于150°C，保溫30min-60min后，在真空室壓力為2Pa_5Pa、基體3偏壓-600?-1000V下進行Ar離子刻蝕30min-60min，然后，在真空室壓力為0.1-0.5Pa、基體3偏壓為-300V?-200V下沉積厚度為0.2-0.5 μπι的Cr或Ti粘結(jié)層41，在真空室壓力為0.5-1.5Pa、基體3偏壓為-200V?-150V下沉積厚度為0.5-1.5 μ m的CrN或TiN過渡層42，在真空室壓力為1.5Pa-2Pa，基體3偏壓為-150V?-50V下沉積厚度為沉積厚度為2 μ m_8 μ m的CrN、TiN或TiAlN工作層43，復合硬質(zhì)薄膜層4的顯微硬度高于1500HV。
[0037]本實用新型結(jié)合了刀片材料高韌性和硬質(zhì)薄膜高結(jié)合力、高硬度、高耐磨性，使電動剪羊毛機動刀片/定刀片獲得了優(yōu)異的耐磨損和抗崩刃性能，刀片使用壽命提高80%，提高了刀片使用壽命和剪毛效率，降低了剪毛成本和剪傷羊的概率。
[0038]當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)，安裝在電動剪羊毛機的機架上，所述剪切機構(gòu)包括互相適配的定刀片和動刀片，其特征在于，所述動刀片包括材料硬度為55-62HRC的基體和沉積在所述基體表面的顯微硬度大于1500HV的復合硬質(zhì)薄膜層。2.如權(quán)利要求1所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述定刀片的表面也沉積有所述復合硬質(zhì)薄膜層。3.如權(quán)利要求1或2所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述復合硬質(zhì)薄膜層包括粘結(jié)層、過渡層和工作層，所述粘結(jié)層直接沉積在所述基體表面上，所述過渡層沉積在所述粘結(jié)層上，所述工作層沉積在所述過渡層上。4.如權(quán)利要求3所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述復合硬質(zhì)薄膜的厚度為3-10μ m。5.如權(quán)利要求3所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述粘結(jié)層為Cr或Ti材料層。6.如權(quán)利要求5所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述粘結(jié)層的厚度為0.2-0.5 μπι。7.如權(quán)利要求3所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述過渡層為CrN或TiN材料層。8.如權(quán)利要求7所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述過渡層的厚度為0.5-1.5 μπι。9.如權(quán)利要求3所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述工作層為CrN、TiN或TiAlN材料層。10.如權(quán)利要求9所述的剪切機構(gòu)，其特征在于，所述工作層的厚度為2μ m-8 μ m。
【專利摘要】一種電動剪羊毛機的剪切機構(gòu)，安裝在電動剪羊毛機的機架上，所述剪切機構(gòu)包括互相適配的定刀片和動刀片，所述動刀片包括材料硬度為55-62HRC的基體和沉積在所述基體表面的顯微硬度大于1500HV的復合硬質(zhì)薄膜層。本實用新型結(jié)合了刀片材料高韌性和硬質(zhì)薄膜高結(jié)合力、高硬度、高耐磨性，使電動剪羊毛機動刀片/定刀片獲得了優(yōu)異的耐磨損和抗崩刃性能，刀片使用壽命提高80％，提高了刀片使用壽命和剪毛效率，降低了剪毛成本和剪傷羊的概率。
【IPC分類】C23C14/06, C23C14/16, B26B19/24, B32B33/00, B32B15/04
【公開號】CN204800681
【申請?zhí)枴緾N201520333322
【發(fā)明人】汪瑞軍, 王世興, 王亦奇
【申請人】中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院, 北京金輪坤天特種機械有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月21日