本發(fā)明涉及涂層，具體的說(shuō)是一種割草機(jī)器人刀具用涂層及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、割草機(jī)器人在我國(guó)農(nóng)業(yè)或果業(yè)中扮演著維持場(chǎng)地整潔、促進(jìn)作物健康生長(zhǎng)和提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要角色。其中割草機(jī)器人的主要部件是刀具，刀具的狀況極大的影響了機(jī)器人的性能，若刀具狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題，割草機(jī)器人可能無(wú)法有效進(jìn)行作業(yè)，且在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承受更大的負(fù)荷，可能導(dǎo)致其他部件過(guò)度磨損，增加維修和更換的頻率，也同時(shí)增加操作過(guò)程中的安全隱患，甚至可能導(dǎo)致人員受傷。

2、割草機(jī)器人在切削過(guò)程中，刀具經(jīng)常會(huì)接觸到堅(jiān)硬的磚石等物體，這會(huì)導(dǎo)致刀具承受較大的沖擊力。此外，切削植物的莖葉也會(huì)使刀具發(fā)生銹蝕，特別是在銹蝕后，刀刃的結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞，切削能力明顯降低。為了減少割草機(jī)器人刀具的維修頻率并提升作業(yè)的效率，亟需提高刀具的耐磨性和耐腐蝕性等性能。

3、現(xiàn)有技術(shù)中為了提高割草機(jī)器人刀具的耐磨性，常通過(guò)提高mn含量來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是較高的mn含量會(huì)降低刀具的耐腐蝕性。雖然可以通過(guò)提高cr、ni的含量來(lái)增加耐腐蝕性，但實(shí)際應(yīng)用中效果并不明顯。公開(kāi)號(hào)為cn116240545a的專(zhuān)利公開(kāi)了一種用于硬質(zhì)合金刀具的高熵復(fù)合涂層及其制備方法，通過(guò)堆焊技術(shù)在硬質(zhì)合金刀具表面形成高熵合金fecocrnimn層，再通過(guò)滲硼工藝在高熵合金fecocrnimn層表面形成硼化物層。該合金層具有較高的mn含量，提高了加工硬化性能，但涂層的脆性大幅增加、韌性下降，在遇到瞬時(shí)沖擊力時(shí)，涂層易于崩解脫落或斷裂失效；且耐腐蝕性和其他環(huán)境適應(yīng)性，特別是在特定的工作環(huán)境下應(yīng)用效果不明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種割草機(jī)器人刀具用涂層及其制備方法，通過(guò)釬涂在刀具表面形成一層nicrbsi-crc涂層，能夠改善刀具的耐磨性和耐腐蝕性，從而提高刀具的作業(yè)性能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：

3、一方面，本發(fā)明提供了一種割草機(jī)器人刀具用涂層的制備方法，主要包括如下步驟：

4、步驟一、準(zhǔn)備釬料，所述釬料為nicrbsi-crc粉末，將nicrbsi粉末和crc粉末進(jìn)行機(jī)械混合即得，其中，nicrbsi的質(zhì)量釬料總質(zhì)量的55～70％；

5、步驟二、向聚乙烯醇水溶液中緩慢加入釬料，攪拌均勻，得到漿料；

6、步驟三、將漿料涂敷至刀具的切削面，厚度為0.4～0.8mm，在室溫下靜置干燥12～24h，得到負(fù)載有涂層的刀具；

7、步驟四、對(duì)負(fù)載有涂層的刀具進(jìn)行預(yù)熱，750-850℃下保溫30min；

8、步驟五、利用感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)步驟四處理后的刀具進(jìn)行涂層的釬涂，加熱溫度保持在1000-1150℃即可。

9、進(jìn)一步地，步驟一中，所述的nicrbsi粉末中，各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：cr?15～18％、b?1～2.5％、si?1.5～2％，余量為ni。

10、進(jìn)一步地，步驟二中，聚乙烯醇的質(zhì)量為釬料質(zhì)量的2％。

11、進(jìn)一步地，步驟三中，在涂敷漿料前，對(duì)刀具進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的具體方法為：用目數(shù)200#、400#、800#的砂紙分別對(duì)刀具表面進(jìn)行研磨；然后使用酒精對(duì)刀具表面進(jìn)行初步清洗，以去除水溶性雜質(zhì)和污垢；再用丙酮對(duì)刀具表面進(jìn)行深度清洗，以去除刀具表面的油污。

12、另一方面，本發(fā)明提供了一種割草機(jī)器人刀具用涂層，其是采用上述方法制備而成的。

13、需要說(shuō)明的是，釬料中的碳化鉻在涂層中起到耐磨的作用，增加了涂層的耐磨性，能延長(zhǎng)刀具的使用壽命，nicrbsi不僅為碳化鉻提供基體支撐，提高涂層結(jié)合強(qiáng)度，還起到提供低熔點(diǎn)元素，為后續(xù)感應(yīng)加熱創(chuàng)造條件的作用。

14、有益效果：

15、1、本發(fā)明通過(guò)在割草機(jī)器人刀具表面形成nicrbsi-crc涂層，能夠顯著增強(qiáng)刀具的耐磨性能，尤其是在面對(duì)硬質(zhì)草莖和異物時(shí)。

16、2、本發(fā)明通過(guò)以nicrbsi-crc粉末為釬料，避免了純單質(zhì)元素的使用，具有很好的經(jīng)濟(jì)性。

17、3、本發(fā)明先將漿料涂敷至刀具表面，靜置干燥一方面增強(qiáng)了涂層與刀具表面的結(jié)合力，一方面提高了涂層的強(qiáng)度。然后進(jìn)行烘烤預(yù)熱，一方面能夠進(jìn)一步提高涂層與刀具的結(jié)合強(qiáng)度，另一方面，通過(guò)烘烤預(yù)熱能夠排出氣體及部分碳；最后通過(guò)感應(yīng)加熱進(jìn)行涂層的釬涂，使涂層中的低熔點(diǎn)元素填充孔洞，提高了涂層的致密性，從而使得刀具具備較高的結(jié)合強(qiáng)度。

18、4、nicrbsi-crc涂層具有良好的抗腐蝕性，能夠有效抵御作業(yè)中可能接觸到的各種化學(xué)物質(zhì)(如草汁、濕氣等)的侵蝕，保護(hù)刀具基體，延長(zhǎng)刀具的使用壽命。

19、5、nicrbsi-crc涂層可以進(jìn)一步提高刀具在惡劣工作環(huán)境下的抗沖擊能力，減少刀具在使用過(guò)程中的破損或崩裂，同時(shí)能大幅提高切削效果。

20、6、制備方法成本低，且制備過(guò)程操作簡(jiǎn)便，無(wú)需復(fù)雜的設(shè)備，在室溫下干燥后再進(jìn)行加熱處理，可以有效增強(qiáng)涂層與基體之間的結(jié)合力，從而提高涂層的耐磨性和使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種割草機(jī)器人刀具用涂層的制備方法，其特征在于，主要包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種割草機(jī)器人刀具用涂層的制備方法，其特征在于，步驟一中，所述的nicrbsi粉末中，各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：cr?15~18%、b?1~2.5%、si?1.5~2%，余量為ni。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種割草機(jī)器人刀具用涂層的制備方法，其特征在于，步驟二中，聚乙烯醇的質(zhì)量為釬料質(zhì)量的2%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種割草機(jī)器人刀具用涂層的制備方法，其特征在于，步驟三中，在涂敷漿料前，對(duì)刀具進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理的具體方法為：用目數(shù)200#、400#、800#的砂紙分別對(duì)刀具表面進(jìn)行研磨；然后使用酒精對(duì)刀具表面進(jìn)行初步清洗，以去除水溶性雜質(zhì)和污垢；再用丙酮對(duì)刀具表面進(jìn)行深度清洗，以去除刀具表面的油污。

5.一種割草機(jī)器人刀具用涂層，其特征在于，其是采用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法制備而成的。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種割草機(jī)器人刀具用涂層及其制備方法，該涂層的制備方法為：先將NiCrBSi粉末和CrC粉末進(jìn)行機(jī)械混合，得到釬料，其中，NiCrBSi的質(zhì)量為釬料總質(zhì)量的55~70%；然后向聚乙烯醇水溶液中緩慢加入釬料，攪拌均勻，得到漿料，將漿料涂抹至刀具的切削面，厚度為0.4~0.8mm，在室溫下靜置干燥12~24h，得到負(fù)載有涂層的刀具；之后對(duì)負(fù)載有涂層的刀具進(jìn)行烘烤預(yù)熱，750?850℃下保溫30min；最后利用感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)步驟四處理后的刀具進(jìn)行涂層的釬涂，加熱溫度保持在1000?1150℃即可。通過(guò)在刀具表面形成一層NiCrBSi?CrC涂層，能夠改善刀具的耐磨性和耐腐蝕性，從而提高刀具的作業(yè)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：馬喜強(qiáng),靳東亮,杜佳冉,金鑫,解曉琳,杜新武,王恒,趙越云,王鵬,王淑嵩,王海淵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：龍門(mén)實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6