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磨损是导致农业机械耕种部件失效的主要因素之一。旋耕刀作为农业机械工作触土部件中的一种,作业时受到土壤层强烈的磨料磨损,致使刀体很快就失效,不仅影响了作业的生产效率,而且还造成了没必要的经济损失。目前,国内外对农业部件进行表面耐磨处理研究的较少,所以从耐磨材料和冶金手段来提高其使用寿命有很大重要意义。本文采用激光熔覆技术对65mn钢材质的国产旋耕刀刃进行了Fe60铁基自熔性合金粉末熔覆处理。研究了激光熔覆技术中三种主要工艺参数:激光功率、扫描速度、送粉速率对激光熔覆层组织和性能的影响,采用二次回归旋转组合试验方法,以熔覆层硬度为评价指标对以上三种工艺参数进行优化。借助金相显微镜、数显维氏硬度仪、X射线衍射仪及摩擦磨损试验机分析了激光熔覆层的显微组织和物相,测试了激光熔覆层横截面显微硬度,以及熔覆层耐磨性能。最后进行了田间试验以检测其耐磨性。得出以下结论:(1)二次回归旋转组合试验表明,工艺参数影响熔覆层显微硬度的主次顺序为:扫描速度>激光功率>送粉速度,优化后的工艺参数组合为:激光功率3000W、送粉速度250mg/s、扫面速度300mm/min。(2)通过组织分析可知,熔覆层与基体显现出细密的冶金结合,主要为针状马氏体组织,且有着均匀的组织,没有显著的裂纹、气孔等缺陷。硬度测试结果表明铁基涂层的硬度(720~820 HV1)明显高于基体硬度(280~320 HV1),最高能达到820 HV1。涂层物相主要由Fe-Cr、Fe2Si、Fe、NiC3B15、SiC、Ni-Cr-Fe和Fe19Ni相组成。其中Fe2Si、SiC、Fe19Ni为强化相。熔覆试块的相对耐磨性为3.1,耐磨性有很大改善。田间试验表明:经过优化工艺处理后的旋耕刀耐磨粒磨损性能显著提高。(3)综合效益评价得出旋耕刀在提高耐磨性的同时降低了旋耕作业成本,综合经济效益明显。