بررسی تاثیر نوع و ضخامت پوشش پلاسمایی بر رفتار سایشی تیغه پنجه غازی در مزرعه

سایش اجزا درگیر با خاک در ادوات خاک ورزی و کاشت یکی از مشکلات کشاورزی مکانیزه است. امروزه استفاده از تکنولوژی پلاسما در پوشش ابزار درگیر با خاک می تواند در کاهش سایش رویه آنها موثر باشد. در این تحقیق، تاثیر نوع پوشش پلاسمایی بر رفتار سایشی تیغه پنجه غازی مورد بررسی قرار گرفت. سه نوع پوشش شامل تیتانیوم(Ti)، تیتانیوم نیترید(TiN) و تیتانیوم آلومینیوم سیلیکون کربونیترید(TiAlSiCN) استفاده شد. سطح رویی 4 تیغه با ماده تیتانیوم نیترید و 4 تیغه دیگر با ماده تیتانیوم آلومینیوم سیلیکون کربونیترید به روش (رسوب بخار فیزیکی)(PVD) با ضخامت 4 میکرون پوشش داده شدند. سطح رویی 4 تیغه دیگر با ماده تیتانیوم و به روش پلاسما تورچ پوشش داده شد. از چهار تیغه بدون پوشش دهی بعنوان شاهد نیز استفاده گردید. تیغه ها بر روی یک خاک ورز مرکب 5 شاخه نصب شدند. آزمایشات در مزرعه ای سه هکتاری با بافت لوم و رطوبت یکنواحت 11 درصد انجام شد. قبل و بعد از انجام آزمایشات مزرعه ای و طی کردن مسافت های 2، 4، 6 و 8 کیلومتر توسط تیغه های پوشش دهی شده نمونه برداری لازم از تیغه ها انجام گرفت. پارامترهای مرتبط با سایش تیغه های پوشش داده شده شامل سختی قبل از آزمایش مزرعه ای، تصویر SEM سطح و سطح مقطع، زبری سطح، تعیین ساختارکریستالی(XRD)، تعیین زبری سطح با میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) و تعیین عناصرروی سطح نمونه ها(EDX) قبل و بعد از آزمایشات اندازه گیری شدند. نیروی کششی تیغه های پوشش داده شده و شاهد در انباره خاکی (Soil bin) قبل و بعد از آزمایشات مزرعه ای نیز اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد که پوشش دهی در افزایش مقاومت به سایش تیغه ها موثر بود. در این میان تیغه پوشش داده شده با TiAlSiCN نسبت به تیغه های Ti و TiN از کیفیت بهتری برخوردار بودند و مقاومت به سایش بیشتری داشتند. این در حالی است که تیغه شاهد پس از طی مسافت 2 کیلومتر لایه سطحی خود را از دست داد. نیروی کششی تیغه پوشش داده شده با TiAlSiCN پس از طی مسافت های 4، 6 و 8 کیلومترنسبت به تیغه های پوشش داده شده به دیگر پوشش ها کمتر بود. . طبق بررسی فنی و اقتصادی، برای مسافت های 2 و 4 کیلومتری، تیمار پوشش تیغه ها با TiAlSiCN و در مسافت های 6 و 8 کیلومتری، تیمار پوشش تیغه ها با TiN به عنوان تیمار مناسب توصیه می گردد. کلمات کلیدی: سایش، ادوات خاک ورزی، تیغه پنجه غازی، پوشش پلاسمایی، تیتانیوم