專利名稱：高性能復(fù)合金屬錘頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于大型錘式破碎機上的耐磨錘頭的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能復(fù)合金屬錘頭。
背景技術(shù)：
錘頭是大型錘式破碎機的關(guān)鍵部件，廣泛用于水泥、礦山、交通、建材、電廠、冶金等破碎行業(yè)，是一種易損件，每年因磨損而耗費大量的金屬材料，破碎機錘頭的耐磨性能及其使用安全性是評價錘頭使用性能的重要指標(biāo)。隨著破碎機械行業(yè)的發(fā)展，越來越多的問題接踵而出，如破碎領(lǐng)域的擴大、破碎設(shè)備大型化等對耐磨錘頭的材料及其制備工藝都提出了更高的要求。對于大型錘頭而言，如何設(shè)計一種錘頭，既使錘頭的打擊部位具有高硬度和一定的韌性，滿足錘頭的耐磨性能要求、又使錘頭的安裝部位具有高韌性和一定的硬度， 保證錘頭的使用安全性，是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服以上技術(shù)的不足，提供了一種在高、低沖擊條件下，耐磨性能和使用安全性均優(yōu)良的高性能復(fù)合金屬錘頭。本發(fā)明的技術(shù)方案是高性能復(fù)合金屬錘頭，包括錘頭和錘柄，所述錘柄材質(zhì)為 40Mn2低合金鋼，錘頭材質(zhì)為高鉻合金鑄鐵，錘柄與錘頭結(jié)合柄部的表面結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀，錘頭硬度HRC彡58、沖擊韌性ak彡3J ·ο 2，錘柄硬度HBff 187-255、沖擊韌性ak彡40J · cm2 ；所述錘頭的重量百分比化學(xué)成分為C :2. 6 3. 1%、Si :0. 4 0. 7%、Cr :18 22%、Mn :1. 0 1. 6%、Mo :1· 2 1. 4%、Ni :1· 2 1. 4%、S 彡 0. 03%、P 彡 0. 035%，余量為Fe ；所述錘柄的重量百分比化學(xué)成分為C :0.；35 0.45%、Si :0. 2 0. 4 %、Mn 1. 6 1. 8%，余量為Fe。所述錘頭的制備工藝步驟為所述錘柄的制備工藝經(jīng)配料，冶煉，澆注出模后，先進(jìn)行消除應(yīng)力退火，退火后進(jìn)行打磨，錘柄與錘頭結(jié)合部位必須光滑、不得有黑皮，與錘頭鑲鑄前，放熱處理爐內(nèi)200°C加熱，備用；所述錘頭的制備工藝為經(jīng)配料，1500°C冶煉，1408 1380°C在上述錘柄與錘頭結(jié)合部位進(jìn)行澆注、保溫8小時后出模冷卻，打磨，加熱保溫、風(fēng)淬、回火、冷卻獲得制品；所述加熱保溫步驟是采取四段溫區(qū)加熱，每段溫區(qū)加熱后進(jìn)行保溫，最后升溫到淬火溫度920°c進(jìn)行淬火準(zhǔn)備；所述的淬火步驟是將半成品在淬火溫度920°C恒溫保持完成后出爐，冷風(fēng)淬火后， 溫度降至100士5°C進(jìn)行回火準(zhǔn)備；所述的回火步驟是將淬火后的半成品加熱至回火溫度250士5°C，經(jīng)恒溫保持完成后緩慢冷卻，其恒溫保持的時間為4小時。
所述加熱保溫步驟包括如下工序1)將半成品裝筐，送進(jìn)入熱處理爐；2)加熱至450°C—恒溫保持120分鐘；3)加熱至650°C —二次恒溫保持120分鐘；4)加熱至800°C —三次恒溫保持120分鐘；5)加熱至920°C —四次恒溫保持120分鐘。本發(fā)明所具有的有益效果由于錘頭的化學(xué)成分設(shè)計時充分考慮到錘頭的制造工藝性，應(yīng)用條件及適應(yīng)性等因素，通過合理設(shè)計錘頭的化學(xué)成分以及分段加熱保溫以及錘柄和錘頭結(jié)合部表面的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得錘柄和錘頭的表面接觸部分互滲咬合、牢固結(jié)合，得到的錘頭硬度HRC彡58、沖擊韌性ak彡3J · cm2，錘柄硬度HBW :187_255、沖擊韌性 ak ^ 40J ^1112,滿足了大型錘頭的打擊部位具有高硬度和一定的韌性，保證其高耐磨性；同時錘柄具有高韌性和一定的硬度，從打擊部位到安裝部位具有過渡連接部位，使錘頭各部位性能呈梯度變化，從而保證使用過程中不出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，保證錘頭的使用安全性，并大幅度提高其使用壽命。。


圖1是本發(fā)明高性能復(fù)合金屬錘頭熱處理工藝流程圖。
具體實施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的高性能復(fù)合金屬錘頭的具體實施方式
、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如下實施例1 第一步按重量百分比的合金成分為C:0.;35%、Si :0.4%、Mn :1.6%，余量為狗；經(jīng)配料一在1500°C澆鑄到所需錘柄形狀的砂型鑄造腔內(nèi)冷卻成型，退火后錘柄在 100°C時出砂打磨(錘柄與錘頭結(jié)合部位必須光滑、不得有黑皮)一放熱處理爐內(nèi)200°C加熱，備用；第二步按重量百分比化學(xué)成分為=C2. 6%, Si 0. 7%, Cr 18%,Mn 1. 6%,Mo 1. 2%,Ni 1. 4%,S 0. 03%,P :0. 03%，余量為 Fe ；經(jīng)配料一1500°C冶煉一1408 1380°C 在上述錘柄與錘頭結(jié)合部位進(jìn)行澆注、保溫8小時后出模冷卻一打磨一升溫至450°C、保溫 120分鐘一650°C、保溫120分鐘一800°C、保溫120分鐘一920°C、保溫120分鐘一風(fēng)淬至 105°C — 250°C回火一自然冷卻至100°C以下得到最終錘頭產(chǎn)品，錘頭硬度HRC = 60、沖擊韌性 ak = 3J · cm2，錘柄硬度 HBW := 250、沖擊韌性 ak = 45J · cm2。實施例2 第一步按重量百分比的合金成分為C:0.4%、Si :0. 3%, Mn :1.7%，余量為佝； 經(jīng)配料一在1500°C澆鑄到所需錘柄形狀的砂型鑄造腔內(nèi)冷卻成型，退火后錘柄在100°C時出砂打磨(錘柄與錘頭結(jié)合部位必須光滑、不得有黑皮)一放熱處理爐內(nèi)200°C加熱，備用；第二步按重量百分比化學(xué)成分為:C:2.8%,Si :0. 4%, Cr :20%、Mn :1.4%,Mo 1. 3%,Ni 1. 3%,S 0. 02%,P :0. 025%，余量為Fe ；經(jīng)配料一1500°C冶煉一1408 1380°C 在上述錘柄與錘頭結(jié)合部位進(jìn)行澆注、保溫8小時后出模冷卻一打磨一升溫至450°C、保溫 120分鐘一650°C、保溫120分鐘一800°C、保溫120分鐘一920°C、保溫120分鐘一風(fēng)淬至 980C- 248°C回火一自然冷卻至100°C以下得到最終錘頭產(chǎn)品，錘頭硬度HRC = 59、沖擊韌性 ak = 4J · cm2，錘柄硬度 HBW = 200、沖擊韌性 ak = 41J · cm2。實施例3 第一步按重量百分比的合金成分為C:0.45%、Si :0.2%、Μη:1.8%，余量為狗；經(jīng)配料一在1500°C澆鑄到所需錘柄形狀的砂型鑄造腔內(nèi)冷卻成型，退火后錘柄在 100°C時出砂打磨(錘柄與錘頭結(jié)合部位必須光滑、不得有黑皮)一放熱處理爐內(nèi)200°C加熱，備用；第二步按重量百分比化學(xué)成分為:C3. 1%, Si :0. 6%, Cr 22%,Mn :1. 0%,Mo 1. 4%,Ni 1. 2%,S 0. 01%,P :0. 035%，余量為Fe ；經(jīng)配料一1500°C冶煉一1408 1380°C 在上述錘柄與錘頭結(jié)合部位進(jìn)行澆注、保溫8小時后出模冷卻一打磨一升溫至450°C、保溫 120分鐘一650°C、保溫120分鐘一800°C、保溫120分鐘一920°C、保溫120分鐘一風(fēng)淬至 102°C — 251°C回火一自然冷卻至100°C以下得到最終錘頭產(chǎn)品，錘頭硬度HRC = 58、沖擊韌性 ak = 5J · cm2，錘柄硬度 HBff = 189、沖擊韌性 ak = 40J · cm2。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.高性能復(fù)合金屬錘頭，包括錘頭和錘柄，其特征在于所述錘柄材質(zhì)為40ΜΠ2低合金鋼，錘頭材質(zhì)為高鉻合金鑄鐵，錘柄與錘頭結(jié)合柄部的表面結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀，錘頭硬度 HRC彡58、沖擊韌性ak彡3J · cm2，錘柄硬度HBW 187-255、沖擊韌性ak彡40J · cm2 ；所述錘頭的重量百分比化學(xué)成分為C :2. 6 3. l%,Si :0. 4 0. 7%、Cr :18 22%、 Mn :1. 0 1. 6%、Mo :1· 2 1. 4%、Ni :1· 2 1. 4%、S 彡 0. 03%、P 彡 0. 035%，余量為 Fe ；所述錘柄的重量百分比化學(xué)成分為C :0. 35 0. 45%, Si 0. 2 0. 4%、Mn :1. 6 1.8%，余量為Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能復(fù)合金屬錘頭，其特征在于所述錘頭的制備工藝步驟為所述錘柄的制備工藝經(jīng)配料，冶煉，澆注出模后，先進(jìn)行消除應(yīng)力退火，退火后進(jìn)行打磨，與錘頭鑲鑄前，放熱處理爐內(nèi)200°C加熱，備用；所述錘頭的制備工藝為經(jīng)配料，1500°C冶煉，1408 1380°C在上述錘柄與錘頭結(jié)合部位進(jìn)行澆注、保溫8小時后出模冷卻，打磨，加熱保溫、風(fēng)淬、回火、冷卻獲得制品；所述加熱保溫步驟是采取四段溫區(qū)加熱，每段溫區(qū)加熱后進(jìn)行保溫，最后升溫到淬火溫度920°C進(jìn)行淬火準(zhǔn)備；所述的淬火步驟是將半成品在淬火溫度920°C恒溫保持完成后出爐，冷風(fēng)淬火后，溫度降至100 士 5°C進(jìn)行回火準(zhǔn)備；所述的回火步驟是將淬火后的半成品加熱至回火溫度250士5°C，經(jīng)恒溫保持完成后緩慢冷卻，其恒溫保持的時間為4小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能復(fù)合金屬錘頭，其特征在于所述加熱保溫步驟包括如下工序1)將半成品裝筐，送進(jìn)入熱處理爐；2)加熱至450°C—恒溫保持120分鐘；3)加熱至650°C—二次恒溫保持120分鐘；4)加熱至800°C—三次恒溫保持120分鐘；5)加熱至920°C—四次恒溫保持120分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及高性能復(fù)合金屬錘頭，包括錘頭和錘柄，所述錘柄材質(zhì)為40Mn2低合金鋼，錘頭材質(zhì)為高鉻合金鑄鐵，錘柄與錘頭結(jié)合柄部的表面結(jié)構(gòu)為網(wǎng)狀，錘頭硬度HRC≥58、沖擊韌性ak≥3J·cm2，錘柄硬度HBW187～255、沖擊韌性ak≥40J·cm2，本發(fā)明提供的耐磨錘頭既使錘頭的打擊部位具有高硬度和一定的韌性，滿足錘頭的耐磨性能要求、又使錘柄具有高韌性和一定的硬度，保證錘頭的使用安全性。
文檔編號B02C13/28GK102310014SQ20111024047
公開日2012年1月11日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者趙金斌 申請人:寧國市東方碾磨材料有限責(zé)任公司