一種中錳鋼破碎機(jī)錘頭及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及耐磨金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，它公開了一種中錳鋼破碎機(jī)錘頭及其制備方法，包括以下重量百分比的化學(xué)成分：碳0.65—1.15％，硅0.1—0.8％，錳5—10％，鈦0.05—0.2％，鋁0.1—0.5％，氮0.015—0.04％，硫0.015—0.08％，磷0.015—0.08％，鈰0.1—0.36％，RE0.005—0.2％，余量為鐵。本發(fā)明通過降低錳碳的含量，并調(diào)整錳碳的匹配，獲得較穩(wěn)定的奧氏體組織的中錳鋼，在非常強(qiáng)烈沖擊工況條件下，具有足夠的強(qiáng)韌性，其耐磨性好；本發(fā)明制作工藝簡單，質(zhì)量可以能穩(wěn)定控制；本發(fā)明加入適量Ce，提高了錘頭的結(jié)合強(qiáng)度；本發(fā)明韌性好，強(qiáng)度高，使用壽命長。
【專利說明】一種中錳鋼破碎機(jī)錘頭及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐磨金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及到一種中錳鋼破碎機(jī)錘頭及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]錘式破碎機(jī)是建材、冶金、化肥等工業(yè)部門廣泛使用的生產(chǎn)設(shè)備，而錘頭是消耗量很大的易磨損件。錘頭的工作表面與物料接觸，產(chǎn)生高應(yīng)力磨損。由于被破碎物料一般是巖石、金屬礦石等堅(jiān)硬物體，零件的磨損是比較嚴(yán)重的。通過對錘頭表面微觀形貌分析，錘頭的磨損過程屬于變形和沖蝕磨損綜合作用的結(jié)果。這是由于錘頭表面的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，錘頭的運(yùn)動慣性對物料進(jìn)行打擊和擠壓破碎。在相對運(yùn)動的過程中，這些物料與零件表面相互作用，不只是滑動，還有沖擊、滾動、沖刷等方式。當(dāng)磨料硬度超過材料硬度，磨料的棱角將刺入材料表面使材料發(fā)生塑性流動而擠壓到凹坑的四周，材料變形到一定程度，磨料粒被壓碎。多個(gè)顆粒與坑周圍變形材料相接觸，又使之變形，發(fā)生塑性流動，加工硬化程度進(jìn)一步增高。當(dāng)超過材料的應(yīng)變疲勞極限時(shí)形成磨削脫落。
[0003]過去工廠一般采用高錳鋼制造錘頭，錘頭在破碎過程中由于高錳鋼加工硬化的特性能夠保持很好的耐磨性能。雖然高錳鋼的加工硬化特性能提高零件的耐磨性，但是許多工況條件下其耐磨性能仍達(dá)不到要求。普通高錳鋼錘頭在低沖擊應(yīng)力作用下，錘頭表層加工硬化效果差，其磨損發(fā)生過程是微粒的撞擊使表面一薄層金屬塑性變形，多次變形的材料破裂剝落。同時(shí)， 磨粒動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽共牧宪浕踔帘徽持合?。目前，高鉻鑄鐵基本上取代高錳鋼制造耐磨零件。這些零件改用高鉻鑄鐵后，使用壽命比高錳鋼零件一般延長50%至200%，而錘頭是高速沖擊和擠切方式破碎物料，如果整體采用高鉻鑄鐵還是問題，主要是難于避免零件在工作過程中的脆性斷裂。如果為了保護(hù)零件的韌性而采用碳鋼，則由于其強(qiáng)度、硬度太低而使得其使用壽命非常短，但其韌性特別好，用作錘柄材料是完全合適的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使用壽命長，制備工藝簡單的中錳鋼破碎機(jī)錘頭及其制備方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種中錳鋼破碎機(jī)錘頭，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分--碳0.65—1.15%，硅 0.1—0.8%，錳 5—10%，鈦 0.05—0.2%，鋁 0.1—0.5%，氮 0.015—
0.04%，硫 0.015—0.08%，磷 0.015—0.08%，鈰 0.1—0.36%, RE0.005—0.2%，余量為鐵。
[0007]優(yōu)選的，所述中錳鋼破碎機(jī)錘頭包括以下重量百分比的化學(xué)成分:碳0.8—
1.15%，硅 0.2—0.8%，錳 7—10%，鈦 0.05—0.2%，鋁 0.1—0.5%，氮 0.015—0.04%,硫 0.015—0.08%，磷 0.015—0.08%，鈰 0.25—0.36%, RE0.005—0.2%，余量為鐵。[0008]一種中錳鋼破碎機(jī)錘頭的制備方法，其特征在于，包含以下步驟:
[0009](I)煉熔:將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1350— 1450°C，出鐵前10分鐘加入已預(yù)熱的錳鐵、硅鐵進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分，之后加入已預(yù)熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1500—15501:時(shí)，采用深插鋁絲的方法進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；
[0010](2)澆注:將變質(zhì)劑RE用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在鋼包底部，對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，然后將鐵水澆入鋼錠模內(nèi)，鋼水澆注溫度在1440— 1460°C，澆注先慢、中快、后細(xì)；
[0011](3)鑄型:當(dāng)錘頭冷卻至室溫時(shí)，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺；
[0012](4)熱處理:將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在950— 1050°C，保溫
1.2—1.5小時(shí)，然后出爐進(jìn)行水淬，之后250°C回火4一4.3小時(shí)，取出自然冷卻即可。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟⑵中變質(zhì)劑是經(jīng)破碎至粒度小于15mm的小塊，在250°C下烘干所得的物質(zhì)。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟(2)中變質(zhì)處理采用包內(nèi)沖入法對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟(2)中澆注采用底注法澆注鋼錠。
[0016]本發(fā)明通過降低錳碳的含量，并調(diào)整錳碳的匹配，獲得較穩(wěn)定的奧氏體組織的中錳鋼，在非常強(qiáng)烈沖擊 工況條件下，具有足夠的強(qiáng)韌性，其耐磨性好；本發(fā)明制作工藝簡單，質(zhì)量可以能穩(wěn)定控制；本發(fā)明加入適量Ce，提高了錘頭的結(jié)合強(qiáng)度；本發(fā)明韌性好，強(qiáng)度高，使用普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料作為生產(chǎn)原料，循環(huán)利用，有效節(jié)約了能源，對鋼水進(jìn)行變質(zhì)處理，增加了襯板的韌性和強(qiáng)度，提高了使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。
[0018]實(shí)施例一:
[0019](I)煉熔:將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1450°C，出鐵前10分鐘加入已預(yù)熱的錳鐵、硅鐵進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分，之后加入已預(yù)熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1550°C時(shí)，采用深插鋁絲的方法進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；
[0020](2)澆注:將變質(zhì)劑RE破碎至粒度小于15mm的小塊，經(jīng)250°C烘干后，用鐵皮將包裹后放在鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，然后將鋼鐵水澆入鋼錠模內(nèi)，鋼水澆注溫度在1460°C，澆注先慢、中快、后細(xì)，采用底注法澆注鋼錠；
[0021](3)鑄型:當(dāng)錘頭冷卻至室溫時(shí)，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺；
[0022](4)熱處理:將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在1050°C，保溫1.5小時(shí)，然后出爐進(jìn)行水淬，之后250°C回火4.3小時(shí)，取出自然冷卻即可；最終所得破碎機(jī)錘頭各化學(xué)成分重量百分比為:碳1.15%，硅0.8%，錳10%，鈦0.2%，鋁0.5%，氮0.04%，硫0.08%，磷 0.08%，鈰 0.36%, RE0.2%，余量為鐵。
[0023]實(shí)施例二:
[0024](I)煉熔:將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1350°C，出鐵前10分鐘加入已預(yù)熱的錳鐵、硅鐵進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分，之后加入已預(yù)熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1500°C時(shí)，采用深插鋁絲的方法進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；
[0025](2)澆注:將變質(zhì)劑RE破碎至粒度小于15mm的小塊，經(jīng)250°C烘干后，用錫箔紙將包裹后放在鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，然后將鋼鐵水澆入鋼錠模內(nèi)，鋼水澆注溫度在1440°C，澆注先慢、中快、后細(xì)，采用底注法澆注鋼錠；
[0026](3)鑄型:當(dāng)錘頭冷卻至室溫時(shí)，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺；
[0027](4)熱處理:將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在950°C，保溫1.2小時(shí)，然后出爐進(jìn)行水淬，淬火溫度為850°C，之后250°C回火4小時(shí)即可；最終所得破碎機(jī)錘頭各化學(xué)成分重量百分比為:碳0.8% ，硅0.2%，錳7%，鈦0.1%，鋁0.1%，氮0.02%，硫0.02%，磷 0.02%，鈰 0.25%, RE0.1%，余量為鐵。
[0028]實(shí)施例三:
[0029](I)煉熔:將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1400°C，出鐵前10分鐘加入已預(yù)熱的錳鐵、硅鐵進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分，之后加入已預(yù)熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1530°C時(shí)，采用深插鋁絲的方法進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；
[0030](2)澆注:將變質(zhì)劑RE破碎至粒度小于15mm的小塊，經(jīng)250°C烘干后，用錫箔紙將包裹后放在鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，然后將鋼鐵水澆入鋼錠模內(nèi)，鋼水澆注溫度在1450°C，澆注先慢、中快、后細(xì)，采用底注法澆注鋼錠；
[0031](3)鑄型:當(dāng)錘頭冷卻至室溫時(shí)，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺；
[0032](4)熱處理:將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在1000°C，保溫1.3小時(shí)，然后出爐進(jìn)行水淬，淬火溫度為900°C，之后250°C回火4.2小時(shí)即可；最終所得破碎機(jī)錘頭各化學(xué)成分重量百分比為:碳1.0%，硅0.5%，錳8%，鈦0.05%，鋁0.15%，氮0.015%，硫 0.015%，磷 0.015%，鈰 0.28%，RE0.005%，余量為鐵。
[0033]實(shí)施例四:
[0034](I)煉熔:將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1390°C，出鐵前10分鐘加入已預(yù)熱的錳鐵、硅鐵進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分，之后加入已預(yù)熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1520°C時(shí)，采用深插鋁絲的方法進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；
[0035](2)澆注:將變質(zhì)劑RE破碎至粒度小于15mm的小塊，經(jīng)250°C烘干后，用鐵皮將包裹后放在鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，然后將鋼鐵水澆入鋼錠模內(nèi)，鋼水澆注溫度在1445°C，澆注先慢、中快、后細(xì)，采用底注法澆注鋼錠；
[0036](3)鑄型:當(dāng)錘頭冷卻至室溫時(shí)，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺；
[0037](4)熱處理:將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在990°C，保溫1.4小時(shí)，然后出爐進(jìn)行水淬，淬火溫度為890°C，之后250°C回火4.1小時(shí)即可；最終所得破碎機(jī)錘頭各化學(xué)成分重量百分比為:碳0.95 %，硅0.45 %，錳9 %，鈦0.15 %，鋁0.2 %，氮0.02%，硫 0.06%，磷 0.06%，鈰 0.33%, RE0.05%，余量為鐵。
[0038]實(shí)施例五:
[0039](I)煉熔:將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1420°C，出鐵前10分鐘加入已預(yù)熱的錳鐵、硅鐵進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分，之后加入已預(yù)熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1540°C時(shí)，采用深插鋁絲的方法進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；
[0040](2)澆注:將變質(zhì)劑RE破碎至粒度小于15mm的小塊，經(jīng)250°C烘干后，用鐵皮將包裹后放在鋼包底部，用包內(nèi)沖入法對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，然后將鋼鐵水澆入鋼錠模內(nèi)，鋼水澆注溫度在1455°C，澆注先慢、中快、后細(xì)，采用底注法澆注鋼錠；
[0041](3)鑄型:當(dāng)錘頭冷卻至室溫時(shí)，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺；
[0042](4)熱處理:將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在1020°C，保溫1.25小時(shí)，然后出爐進(jìn)行水淬，淬火溫度為950°C，之后250°C回火4小時(shí)即可；最終所得破碎機(jī)錘頭各化學(xué)成分重量百分比為:碳1.10%，硅0.7%，錳8.5%，鈦0.02%，鋁0.4%，氮
0.03%，硫 0.07%，磷 0.07%，鈰 0..35%, RE0.18%，余量為鐵。
[0043]本發(fā)明通過降低錳碳的含量，并調(diào)整錳碳的匹配，獲得較穩(wěn)定的奧氏體組織的中錳鋼，在非常強(qiáng)烈沖擊工況條件下，具有足夠的強(qiáng)韌性，其耐磨性好；本發(fā)明制作工藝簡單，質(zhì)量可以能穩(wěn)定控制；本發(fā)明加入適量Ce，提高了錘頭的結(jié)合強(qiáng)度；本發(fā)明韌性好，強(qiáng)度高，使用普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料作為生產(chǎn)原料，循環(huán)利用，有效節(jié)約了能源，對鋼水進(jìn)行變質(zhì)處理，增加了襯板的韌性和強(qiáng)度，提高了使用壽命。
[0044]最后所應(yīng)說明的是，以上【具體實(shí)施方式】僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí) 施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種中錳鋼破碎機(jī)錘頭，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分:碳0.65—1.15%，硅 0.1—0.8%，錳 5—10%，鈦 0.05—0.2%，鋁 0.1—0.5%，氮 0.015—0.04%,硫 0.015—0.08%，磷 0015—0.08%，鈰 0.1—0.36%, RE0.005—0.2%，余量為鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中錳鋼破碎機(jī)錘頭，其特征在于，包括以下重量百分比的化學(xué)成分:碳 0.8—1.15%，硅 0.2—0.8%，錳 7—10%，鈦 0.05—0.2%，鋁 0.1—0.5%，氮0.015—0.04%，硫0.015—0.08%，磷0.015—0.08%，鈰0.25—0.36%,RE0.005—0.2%,余量為鐵。
3.—種權(quán)利要求1至2之一所述的中錳鋼破碎機(jī)錘頭的制備方法，其特征在于，包含以下步驟: (1)煉熔:將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1350— 1450°C，出鐵前10分鐘加入已預(yù)熱的錳鐵、硅鐵進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分，之后加入已預(yù)熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當(dāng)鐵水溫度達(dá)到1500—15501:時(shí)，采用深插鋁絲的方法進(jìn)行擴(kuò)散脫氧； (2)澆注:將變質(zhì)劑RE用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在鋼包底部，對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理，然后將鐵水澆入鋼錠模內(nèi)，鋼水澆注溫度在1440— 1460°C，澆注先慢、中快、后細(xì)； (3)鑄型:當(dāng)錘頭冷卻 至室溫時(shí)，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺； (4)熱處理:將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在950—1050°C，保溫1.2—1.5小時(shí)，然后出爐進(jìn)行水淬，之后250°C回火4一4.3小時(shí)，取出自然冷卻即可。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中錳鋼破碎機(jī)錘頭的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中變質(zhì)劑是經(jīng)破碎至粒度小于15_的小塊，在250°C下烘干所得的物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中錳鋼破碎機(jī)錘頭的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中變質(zhì)處理采用包內(nèi)沖入法對鐵水進(jìn)行變質(zhì)處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中錳鋼破碎機(jī)錘頭的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中澆注采用底注法澆注鋼錠。
【文檔編號】B02C13/28GK103993224SQ201410166863
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】包瑋 申請人:中建材寧國新馬耐磨材料有限公司