專利名稱：棉花收獲機摘錠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及棉花收獲機，并且更特別地，涉及用于棉花收獲機摘錠的涂層。
背景技術(shù)：
為了收獲棉花，棉花收獲機通常包括多個行單元。每個行単元通常包括豎直的摘棉滾筒，摘棉滾筒具有多個摘錠桿。摘錠桿能夠轉(zhuǎn)動地安裝具有用于從棉株采摘棉花的倒鉤的摘錠。在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利N0.5，404，698中披露了摘錠，通過參考將該美國專利的全部內(nèi)容結(jié)合于此。纏繞棉花的摘錠在旋轉(zhuǎn)脫棉器圓盤之下通過，脫棉器圓盤解開棉花并且使棉花脫離摘錠。摘錠典型地通常電鍍有大于45微米的工程硬鉻。工程硬鉻是硬的(900-1100HV)并且耐腐蝕，其提供良好的耐磨性，使得使用壽命達到約500至1000小吋。工程硬鉻具有相當?shù)偷撵o態(tài)和動態(tài)摩擦系數(shù)，這提供用于棉花摘除的平滑、光滑表面。但是，所添加的鉻的厚度降低了倒鉤的銳度，這降低摘錠的有效性。工程硬鉻電鍍過程使用鉻酸,鉻酸包含被鍍到摘錠的六價鉻離子。已知的是六價鉻電鍍留下不均勻的涂層，在內(nèi)角上較少并且在諸如倒鉤之類的邊緣上較多，這降低了倒鉤的銳度和摘錠的有效性。替代涂層已知具有改進的硬度、較低的摩擦系數(shù)(改進的光滑性)，并且可以被以更薄的涂層涂覆。一種這樣的涂層是如在美國專利6，099，605和6，432，855中公開的具有通式(AlMgB14)的陶瓷材料鋁鎂硼化物。Ala75Mga78B14也是由通式AlMgB14預(yù)期的。包括摻雜劑X的具有通式(AlMgB14 = X)的鋁鎂硼化物也是眾所周知的。添加摻雜劑X以提高陶瓷材料的材料性能。這種改進包括但不限于，増加的硬度和較低的摩擦系數(shù)。通常，摻雜劑是從由II1、IV、V族元素以及 從II1、IV、V族元素衍生的硼化物和氮化物構(gòu)成的組選擇的。鋁鎂硼化物是陶瓷并且因此固有地耐腐蝕。鋁鎂硼化物比工程硬鉻更硬，并且被認為提供比工程硬鉻低的靜態(tài)和動態(tài)摩擦系數(shù)。另一種代替的涂層是能夠從賓夕法尼亞州East Petersburg市的RichterPrecision Inc.獲得的類金剛石(DLC)。一種這樣的DLC涂層是無金屬DLC(C-DLC)，其顯示改進的硬度和較低的摩擦系數(shù)?？梢圆捎冒ǜ吖β拭}沖磁控濺射物理氣相沉積(HIPIMSPVD)的物理氣相沉積(PVD)涂覆C-DLC。C-DLC具有2200HV至4000HV的硬度和0.06至
0.15的摩擦系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，公開ー種棉花收獲機摘錠。摘錠包括能夠圍繞軸線在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動的主體。錐形端部具有尖端和在旋轉(zhuǎn)方向上突出的多個倒鉤。平坦齒槽區(qū)域在相鄰倒鉤之間延伸。倒鉤具有朝向尖端傾斜的軸向最外面和朝向平坦齒槽區(qū)域徑向向內(nèi)傾斜的軸向最內(nèi)傾斜壁。所述錐形端部覆蓋有鋁鎂硼化物(AlMgB14)陶瓷材料。代替地，該摘錠可以覆蓋有陶瓷材料，該陶瓷材料包括鋁鎂硼化物和摻雜劑X(AlMgB14 = X)。該摻雜劑可以是硼化鈦(TiB2)、碳化硼(B4C)、硼化鎢(W2B4)或碳(C)。代替地，該摻雜劑X從由II1、IV、V族元素和衍生自II1、IV、V族元素的硼化物和氮化物構(gòu)成的組中選擇。該摻雜劑可以以從5% (重量)至30% (重量)的量中存在。該摘錠可以由鋼制成，并且陶瓷材料可以粘結(jié)到所述鋼?？梢允褂肞VD或其它エ藝將陶瓷材料涂覆到摘錠。陶瓷材料可具有從I微米到5微米的厚度。陶瓷材料可具有從2800HV到3800HV的硬度值。在另ー個實施例中，公開ー種棉花收獲機摘錠，其中大致整個棉花收獲機摘錠由鋁鎂硼化物(AlMgB14)陶瓷材料覆蓋。代替地，摘錠可以用陶瓷材料覆蓋，該陶瓷材料包括鋁鎂硼化物和摻雜劑X(AlMgB14 = X)，如上所述。在又一個實施例中，公開ー種棉花收獲機摘錠，其中錐形端部覆蓋有涂層，該涂層從由鋁鎂硼化物(AlMgB14)、包括摻雜劑X(AlMgB14 = X)的鋁鎂硼化物、類金剛石構(gòu)成的組中選擇。代替地，類金剛石材料可以是C-DLC。


圖1是根據(jù)一個實施例的棉花收獲機摘錠的放大正視圖，顯示由涂層覆蓋的錐形端部，為了清楚起見涂層的厚度被放大。圖2是沿著線2-2獲得的圖1的棉花收獲機摘錠的剖視圖，顯示涂層，為了清楚起見涂層的厚度被放大。圖3是圖1的摘錠的錐形端部的放大圖。圖4是沿著圖3中的線4-4獲得的視圖，顯示倒鉤。圖5是根據(jù)另ー個實施例的棉花收獲機摘錠的放大正視圖，顯示由涂層覆蓋的整個摘錠，為了清楚起見涂層的厚度被放大。在詳細說明任何實施例之前，應(yīng)該理解的是，本公開內(nèi)容的應(yīng)用不限于在在以下說明中提出或者在附圖中圖示的部件的結(jié)構(gòu)和布置的細節(jié)。本公開內(nèi)容能夠具有其它實施例并且能夠被以各種方式實踐或執(zhí)行。
具體實施例方式圖1圖示棉花收獲機摘錠10。圖示的棉花收獲機摘錠10包括圓柱形軸承部15，軸承部15與縱向軸線20同心，并且被支承在摘錠桿中的襯套(圖中未顯示)中。齒輪25位于軸承部15的端部處。齒輪25與摘錠桿中的附帶齒輪(圖中未顯示)嚙合，以使摘錠10圍繞軸線20在方向R上旋轉(zhuǎn)。在位置30處，摘錠10朝向圓形尖端35逐漸變細，以限定錐形端部40。摘錠10包括圍繞錐形端部40的外周等距隔開的三組交替的凹槽45和圓形帶50。凹槽(flute)45位于圓形槽脊(rounded land) 50的徑向內(nèi)部。`多個倒鉤或倒刺55突出到凹槽45之上。倒鉤55包括上表面或頂部60，上表面或頂部60沿著錐形端部40的由槽脊50的延續(xù)描繪的表面定位。倒鉤55包括尖頭部65，尖頭部65大致沿著錐形端部40的由槽脊50的延續(xù)描繪的表面定位。倒鉤55在旋轉(zhuǎn)方向R上突出到相應(yīng)的凹槽45之上并且在位置70處被底切。倒鉤55包括大致平坦的外壁或前壁75。前壁75垂直于凹槽45并在旋轉(zhuǎn)方向R上向前傾斜。每個倒鉤55的頂部60在齒輪25的方向上從前壁75向后壁80軸向地向內(nèi)地延伸。后壁80徑向地和軸向地向內(nèi)傾斜并且終止在與平坦齒槽區(qū)域85的接合點處，平坦齒槽區(qū)域85從后壁80延伸到下一個倒鉤55的前壁75。齒槽區(qū)域85大致位于平行于凹槽45但是從凹槽45徑向向外偏移小的距離的平面內(nèi)。在最外面的倒鉤55的軸向之外的區(qū)域90在齒槽區(qū)域85的平面中延伸到尖端35。十二個倒鉤55沿著每ー個凹槽45的長度等距離地隔開。代替地，可以使用任何數(shù)量的倒鉤55。參考圖1-4，錐形端部40覆蓋有涂層95。參照圖4，優(yōu)選地，與倒鉤55的尺寸相比較，涂層95是非常薄的，以便倒鉤55和尖頭部65的有效形狀大致保持不變。在圖示的實施例中，涂層95是鋁鎂硼化物(AlMgB14)，并且是I微米至5微米厚。在操作中，摘錠桿中的附帶齒輪使齒輪25旋轉(zhuǎn)，齒輪25使摘錠10圍繞軸線20在方向R上旋轉(zhuǎn)。倒鉤55接合棉株(圖中未顯示)的棉花，并且棉花圍繞摘錠10纏繞。然后通過旋轉(zhuǎn)脫棉器圓盤(未顯示)從摘錠10上脫去棉花，脫棉器圓盤松開棉花并且使棉花脫離摘錠10。有利地，非常薄的涂層95維持每一個倒鉤55上的鋒利的尖頭部65并且被認為是改善摘錠10采摘棉花的效率。涂層95被認為通過降低摘錠10的靜態(tài)和動態(tài)摩擦系數(shù)而提供更平滑和光滑的表面，這使得能夠進行更好的脫棉動作。涂層95増加摘錠10的硬度，這被認為是增加摘錠10的使用壽命。圖5顯示根據(jù)另ー個實施例的棉花收獲機摘錠110。摘錠110包括類似于圖1-4的摘錠10的特征，并且因此，以下將只詳細討論摘錠10和110之間的差異。在本實施例中，大致整個摘錠Iio被覆蓋有涂 層115。在圖示的實施例中，涂層115是鋁鎂硼化物(AlMgB14)，并且是I微米到5微米厚。雖然已經(jīng)在附圖和前面的描述中圖示和詳細描述本公開內(nèi)容，但這樣的圖示和描述在性質(zhì)上被視為示例性的而不是限制性的，應(yīng)理解，已經(jīng)顯示和描述了說明性實施例，并且在本公開內(nèi)容的精神內(nèi)的所有的變化和修改希望得到保護。將會注意到，本公開內(nèi)容的替代實施例可以不包括所有的所描述的特征但仍然受益于這些特征的至少ー些優(yōu)勢。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以容易地設(shè)計出他們自己的、結(jié)合本公開內(nèi)容一個或多個特征并且落入本發(fā)明的由所附的權(quán)利要求書限定的精神和范圍之內(nèi)的實施方案。各個特征在下列權(quán)利要求中提出。
權(quán)利要求
1.一種棉花收獲機摘錠,包括: 主體，該主體能夠圍繞軸線在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動； 錐形端部，該錐形端部具有尖端和在旋轉(zhuǎn)方向上突出的多個倒鉤；和 在相鄰倒鉤之間延伸的平坦齒槽區(qū)域，所述倒鉤具有朝向所述尖端傾斜的軸向最外面和朝向所述平坦齒槽區(qū)域徑向向內(nèi)傾斜的軸向最內(nèi)傾斜壁； 其中，所述錐形端部覆蓋有通式為AlMgB14的鋁鎂硼化物陶瓷材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述錐形端部由鋼制成，并且所述陶瓷材料粘結(jié)到所述鋼上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花收獲機摘錠,其中，所述陶瓷材料進ー步包括硼化鈦(TiB2)摻雜劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的棉花收獲機摘錠，其中，硼化鈦(TiB2)摻雜劑以從5%(重量)至30% (重量)的量存在。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述陶瓷材料進ー步包括碳化硼(B4C)摻雜劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的棉花收獲機摘錠，其中，碳化硼(B4C)摻雜劑(B4C)以從5%(重量)至30% (重量)的量存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述陶瓷材料進ー步包括硼化鎢(W2B4)摻雜劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的棉花收獲機摘錠，其中，硼化鎢(W2B4)摻雜劑以從5%(重量)至30% (重量)的量存在。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花收獲機摘錠,其中,所述陶瓷材料進ー步包括碳(C)摻雜齊U。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的棉花收獲機摘錠，其中，碳(C)摻雜劑以從5%(重量)至30% (重量)的量存在。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述陶瓷材料具有從I微米至5微米的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述陶瓷材料具有從2800HV至3800HV的硬度值。
13.一種棉花收獲機摘錠，包括: 主體，該主體能夠圍繞軸線在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動； 錐形端部，該錐形端部具有尖端和在旋轉(zhuǎn)方向上突出的多個倒鉤；和 在相鄰倒鉤之間延伸的平坦齒槽區(qū)域，所述倒鉤具有朝向所述尖端傾斜的軸向最外面和朝向所述平坦齒槽區(qū)域徑向向內(nèi)傾斜的軸向最內(nèi)傾斜壁； 其中，所述錐形端部覆蓋有通式為AlMgB14 = X的鋁鎂硼化物陶瓷材料，該陶瓷材料包含摻雜劑X，該摻雜劑X從由II1、IV、V族元素和衍生自II1、IV、V族元素的硼化物和氮化物構(gòu)成的組中選擇。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述摻雜劑是碳(C)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述摘錠由鋼制成，并且所述陶瓷材料粘結(jié)到所述鋼。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述摻雜劑以從5%重量至30%重量的量存在。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述陶瓷材料具有從I微米至5微米的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述陶瓷材料具有從2800HV至3800HV的硬度值。
19.一種棉花收獲機摘錠，包括: 主體，該主體能夠圍繞軸線在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動； 錐形端部，該錐形端部具有尖端和在旋轉(zhuǎn)方向上突出的多個倒鉤；和在相鄰倒鉤之間延伸的平坦齒槽區(qū)域，所述倒鉤具有朝向所述尖端傾斜的軸向最外面和朝向所述平坦齒槽區(qū)域徑向向內(nèi)傾斜的軸向最內(nèi)傾斜壁； 其中，所述錐形端部覆蓋有涂層，該涂層從由鋁鎂硼化物(AlMgB14),通式為AlMgB14 = X的包括摻雜劑X的鋁鎂硼化物、和類金剛石構(gòu)成的組中選擇。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述摻雜劑X從由II1、IV、V族元素和衍生自II1、IV、V族元素的硼化物和氮化物構(gòu)成的組中選擇。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的棉花收獲機摘錠，其中，所述涂層具有從I微米至5微米的厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的棉花收獲機摘錠， 其中，大致整個棉花收獲機摘錠都覆蓋有所述涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開一種棉花收獲機摘錠，包括能夠圍繞軸線在旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)動的主體。錐形端部具有尖端和在旋轉(zhuǎn)方向上突出的多個倒鉤。平坦齒槽區(qū)域在相鄰倒鉤之間延伸。倒鉤具有朝向尖端傾斜的軸向最外面和朝向平坦齒槽區(qū)域徑向向內(nèi)傾斜的軸向最內(nèi)傾斜壁。其中，錐形端部覆蓋有涂層，涂層從由鋁鎂硼化物(AlMgB14)、包括摻雜劑X的鋁鎂硼化物(AlMgB14:X)、類金剛石構(gòu)成的組中選擇。
文檔編號A01D46/16GK103081645SQ201210429438
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者布蘭特·A·奧古斯汀 申請人:迪爾公司