專利名稱：一種改進的粉碎機刀架及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉碎設(shè)備部件，尤其涉及一種具有優(yōu)異機械性能的粉碎刀架及其
生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
使用刀具對物體進行粉碎在越來越多的領(lǐng)域中獲得應(yīng)用，如塑料、垃圾、紙張、草木、肉類、蔬菜、谷物等物體的破碎。如專利CN102091667A公開了一種粉碎塑料的組合刀具，包括大刀片和由小刀片拼接成小刀段，大刀片和小刀段同步旋轉(zhuǎn)，通過壓刀的刀槽與刀片的動靜配合來實現(xiàn)切料。刀片在高速旋轉(zhuǎn)過程中，刀刃與物料接觸后進行粉碎，刀刃很容易破壞，該專利技術(shù)中，刀片體積大，刀刃損壞后就需要全部更換。為此，專利CN102836756A公開了一種粉碎機刀片，左右設(shè)置有對稱安裝孔，并且刀片的刃口為階梯狀，以延長刀片的使用壽命。專利CN101168140B、CN102224783A、CN102870556A 分別公開了一種粉碎機，將刀片安裝在刀架上，刀架安裝在傳動軸上，刀架帶動刀片高速旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)粉碎功能；可以大幅減小刀片的面積。但是刀架帶動刀片高速旋轉(zhuǎn)過程中，由于離心力和磨損，會導(dǎo)致刀架工作穩(wěn)定性變差，性能下降，因此，刀架需要優(yōu)異的機械性能，如較高的強度、硬度和韌性。專利CN101619372A公開了一種提高球墨鑄鐵韌性的方法，同時使用三種孕育齊U，所得產(chǎn)品具有非常高的強度，可用于多種領(lǐng)域的零部件，但是延伸率僅為6%，韌性仍然較差。專利CN101519708B公開了一種提高球墨鑄鐵韌性的方法，能夠得到抗拉強度為570-590MPa、延伸率為8%左右的鐵鑄件，但是韌性仍有待提高。因此，仍然需要一種高韌性、高強度的粉碎機刀架及其生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前粉碎機刀架機械性能差的問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)高強度、高韌性粉碎機刀架的方法。本發(fā)明第一個方面是提供一種改進的粉碎機刀架，所述粉碎機刀架為鐵鑄件，按照重量百分比，所述刀架中化學(xué)成分包括:C3.2-4.0%，優(yōu)選為2.4-3.7%，更優(yōu)選為3.5-3.6% ；Si2.1-3.1%，更優(yōu)選為 2.3-3.0%,更優(yōu)選為 2.5-2.9%,更優(yōu)選為 2.6-2.8%,最優(yōu)選為2.7% ；Mn彡0.4%,更優(yōu)選為0.3-0.4%、，更優(yōu)選為0.33-0.38%,，更優(yōu)選為0.34-0.36% ；P彡0.05%,優(yōu)選為0.001-0.05%,優(yōu)選為0.001-0.04%,更優(yōu)選為0.001-0.03%,更優(yōu)選為
0.005-0.02%,更優(yōu)選為 0.005-0.015%,最優(yōu)選為 0.01% ；S ( 0.02%,優(yōu)選為 0.01-0.02%,優(yōu)選為 0.015-0.02% ；Mg0.035-0.05%,優(yōu)選為 0.035-0.04% ；Cu0.01-0.05%,更優(yōu)選為
0.015-0.04%,更優(yōu)選為 0.02-0.03% ；Ni0.001-0.02%,優(yōu)選為 0.005-0.015%,最優(yōu)選為
0.01% ;稀土元素為痕量。

或者所述粉碎機刀架還包括痕量的Ba元素。
其中，所述稀土元素優(yōu)選為選自鑭系金屬中的任意一種或幾種的混合物，更優(yōu)選為選自Ce、Sm、La,最優(yōu)選為Ce。本發(fā)明所述的粉碎機刀架，刀架主體包括傳動軸安裝孔，在刀架主體外延伸有至少一個刀片固定塊，刀片固定塊設(shè)置有用于固定刀片的固定螺孔、固定螺釘和鎖刀片。其中，所述粉碎機刀架包括至少2個或3個、優(yōu)選為包括3個刀片固定塊，3個固定塊均勻分布。本發(fā)明第二個方面是提供一種生產(chǎn)所述粉碎機刀架的方法，包括:——提供第一鐵原料、第二鐵原料、增碳劑；第一鐵原料包括生鐵、和/或廢鋼、和/或回爐料，第二鐵原料包括硅鐵、錳鐵、硫鐵、磷鐵、鉻鐵、銅中的任意一種或幾種的混合物；檢驗合格后與增碳劑混合熔融，制得鐵水；—根據(jù)粉碎機刀架預(yù)定形狀制作模具；步驟包括:步驟1，將鐵水澆注到模具中，加入球化劑、稀土元素、接種劑進行球化接種；步驟2，降溫后進行翻砂和清砂，進行拋丸工藝，然后回火處理；步驟3,檢驗合格后犾得廣品。本發(fā)明還可以包括鐵水化學(xué)元素分析步驟，方法為:當(dāng)鐵水溫度達到出爐溫度后，取測試片，打磨平整后用光譜儀測試分析，并根據(jù)測試結(jié)果調(diào)節(jié)原料配比。其中，以第一鐵原料、第二鐵原料、增碳劑的總重量計，各化學(xué)元素重量百分比為:C3.5-4.0%、Sil.5-2.5%、S0.01-0.05%、P0.02-0.1%、Mn0.1-0.5%、Cr0.05-0.2%、Cu0.01-0.1%、Α10.01-0.05%、其余為鐵。其中，第一鐵原料、第二鐵原料與增碳劑重量比優(yōu)選為500: (2-5): (8_15)，更優(yōu)選為 500: (2-4): (8-12)，更優(yōu)選為 500: (2.5-3.5): (10-11)。其中，第一鐵原料優(yōu)選為廢鋼和回爐料混合物，廢鋼和回爐料的重量比例優(yōu)選為
I: (0.1-5)，更優(yōu)選為 1: (0.5-5)，更優(yōu)選為 1: (0.5-3)，如 1: 1、I: 2 等。步驟I中，所述澆注的溫度優(yōu)選為1300 ° C-1580 ° C，更優(yōu)選為1300° C-1550。C，更優(yōu)選為 1300° C-1480。C，更優(yōu)選為 1300° C-1450。C，更優(yōu)選為1350° C-1400° Co步驟I中，以所有配料總重量計，球化劑添加量優(yōu)選為0.1-5%，更優(yōu)選為0.5-3%，更優(yōu)選為0.5-2%，更優(yōu)選為0.8-1.5%，最優(yōu)選為1%。其中，所述球化劑粒徑優(yōu)選為5-25_。其中，所述球化劑中，優(yōu)選為含有S1、Ca、Al、和Mg等元素，按照球化劑總量計算:Si含量優(yōu)選為40-50%，更優(yōu)選為41-47%，更優(yōu)選為43_46%，更優(yōu)選為44-46% ；Ca含量優(yōu)選為1.5-3.5%，更優(yōu)選為1 .8-3.0%，更優(yōu)選為2-2.8%，更優(yōu)選為2.2-2.5% ；A1含量優(yōu)選為0.1-1%，更優(yōu)選為0.2-0.8%，更優(yōu)選為0.3-0.7%，更優(yōu)選為0.5-0.6% ；Mg含量優(yōu)選為1-10%,更優(yōu)選為2-9%，更優(yōu)選為3-8%，更優(yōu)選為5-7%。步驟I中，以所有配料總重量計，接種劑添加量優(yōu)選為0.1-5%，更優(yōu)選為0.1-3%，更優(yōu)選為0.2-2%，更優(yōu)選為0.3-1%，更優(yōu)選為0.3-0.7%，最優(yōu)選為0.5%。步驟I中，以所有配料總重量計,稀土元素添加量優(yōu)選為0.01-0.05%,更優(yōu)選為
0.01-0.03%,更優(yōu)選為 0.01-0.02%,更優(yōu)選為 0.015-0.02%。
其中，所述稀土元素優(yōu)選為選自鑭系金屬中的任意一種或幾種的混合物，更優(yōu)選為選自Ce、Sm、La,最優(yōu)選為Ce。步驟I中，在加入球化劑、稀土元素、接種劑的同時，還可以加入痕量Ba元素。其中，稀土元素、Ba可以作為球化劑的一部分加入，或者作為單獨組分與球化劑、接種劑一起加入。步驟2中，球化率控制在≥ 80%。步驟1中，球化時間優(yōu)選為≥ 40s，更優(yōu)選為≥ 50s，更優(yōu)選為50_100s，更優(yōu)選為50-80s，更優(yōu)選為 50-60s。在步驟1的澆筑過程中，還包括Y型測試棒的澆注成型，用于機械性能的測試。步驟3中所述檢測包括機械性能檢測、金相檢測以及物理缺陷檢測。在本發(fā)明第二個方面的一種優(yōu)選實施例中，所述模具的制備方法如下:步驟I，模具原料與水混合進行混砂，步驟2，混砂后分別制備外型和泥芯，步驟3，合模。其中，在混砂后，還可以包括選砂的步驟，方法為:使用錘擊式制樣機、直讀式透氣性測定儀、液壓強度機、紅外線烘干儀、篩砂機來測定型砂的CP值、透氣性、抗壓強度、含水量和粒度。其中，模具原料優(yōu)選為基材為二氧化硅和/或硅酸鹽的物質(zhì)，如石英砂、和/或煤灰等，所述石英砂可以是白砂、和/或黃砂。在本發(fā)明第二個方面的第二種優(yōu)選實施例中，將翻砂和/或清砂之后得到的廢砂回收，與模具原料一起混砂。在本發(fā)明第二個方面的第三種優(yōu)選實施例中，將步驟4中檢驗不合格的產(chǎn)品作為回爐料或回爐料的一部分，與其它鐵原料一起熔融、或單獨熔融后進行澆筑。在本發(fā)明第二個方面所述的生產(chǎn)高強度、高韌性鐵鑄件的方法中，在拋丸和回火步驟之間還可以包括補焊步驟，以將拋丸后發(fā)現(xiàn)的有缺陷的產(chǎn)品進行補焊。在本發(fā)明第二個方面所述的生產(chǎn)高強度、高韌性鐵鑄件的方法中，在補焊和回火之間還可以包括打磨步驟，將補焊后的產(chǎn)品表面進行打磨。本發(fā)明所提供的方法生產(chǎn)的粉碎機刀架，具有較高的強度和硬度，并且伸長率可高達16%以上，具有非常優(yōu)異的韌性；化學(xué)成分含量、金相組織均達到國際標(biāo)準(zhǔn)；同時，與現(xiàn)有市售同類鑄件相比，使用壽命可延長50%以上。


圖1為本發(fā)明粉碎機刀架結(jié)構(gòu)、以及按照到粉碎室內(nèi)結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式下面參照圖1，通過具體實施例對本發(fā)明改進的粉碎機刀架進行詳細(xì)的介紹和描述，以使更好的理解本發(fā)明內(nèi)容，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，下述實施例并不限制本發(fā)明范圍。本實施例中粉碎機刀架I中心位置為傳動軸安裝孔11，傳動軸安裝孔11的形狀取決于轉(zhuǎn)軸形狀，本發(fā)明并不受限制，根據(jù)轉(zhuǎn)軸形狀，傳動軸安裝孔11可以是半圓形、多邊形等，或者如圖1所示，傳動軸安裝孔11由中間圓孔與圓孔側(cè)邊的平鍵槽12組成。
將粉碎機刀I架安裝于粉碎機的粉碎室10內(nèi)時，轉(zhuǎn)軸從傳動軸安裝孔11的圓孔內(nèi)穿過，平鍵插入圓孔側(cè)邊的平鍵槽12內(nèi)，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動過程中，帶動粉碎機刀架I轉(zhuǎn)動。粉碎機刀架主體結(jié)構(gòu)外延伸有三個刀片固定塊2，每個刀片固定塊2均設(shè)置有用于固定動刀片20的固定螺孔23、固定螺釘21和鎖刀片22。動刀片20用鎖刀片22通過內(nèi)六角圓柱頭螺釘21鎖緊于刀架I的刀片固定塊2上。在粉碎室10內(nèi)還可以安裝定刀片3，動刀片20與定刀片3相互配合，更好的起到粉碎效果。本實施例所述粉碎機刀架的化學(xué)成分包括:3.5-3.6% ；Si2.7% ；Mn0.34-0.36% ；P0.01% ；S0.015-0.02% ；Mg0.035-0.04% ；Cu0.02-0.03% ；Ni0.01% ;稀土元素 Ce、以及 Ba 元
素均為痕量。本實施例所述粉碎機刀架的制備方法如下:步驟I按照C3.65-3.80%、Sil.8-2.0%、S0.02%、P0.04%、Mn0.4%、Cr0.1%、Cu0.05%、A10.03%、其余為鐵的化學(xué)成分配比，提供廢鋼250kg、回爐料250kg，增碳劑10kg、硅鐵(Fe-Si) 3kg。檢測符合上述要求后，將上述配料投入500kg自動控制中頻電爐中，加熱融化。當(dāng)鐵水溫度達到出爐溫度(本實施例中為1350° C)時，當(dāng)值品保會用專用的芯盒取試片，將試片打磨平整后在直讀光譜儀上測試，進行化學(xué)元素分析，分析結(jié)果與材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對照，并將對比結(jié)果發(fā)送給電爐操作人員，調(diào)整配料以符合標(biāo)準(zhǔn)要求。步驟2按照圖1所示粉碎機刀架結(jié)構(gòu)，制備模具。根據(jù)特定形狀制備模具的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，因此不再贅述。取白砂與煤灰等，加水，定量后混砂，用錘擊式制樣機、直讀式透氣性測定儀、液壓強度機、紅外線烘干儀、篩砂機來測定型砂的CP值、透氣性、抗壓強度、含水量和粒度，滿足生產(chǎn)要求時用來造型，否則重新配比混砂。篩選后在流水線造型機上制備模具，包括制作外型和制作泥芯(即制作凸模和凹模)；合模。將步驟I中融化的物料澆注到模具中，同時加入球化劑、接種劑、Ce元素，進行球化接種。澆注過程中，出湯溫度為1550-1580° C，澆注溫度為1300-1350° C，澆注方法可以采用抬包澆注的方式。其中，按照所有配料重量計算，球化劑添加量為1%，接種劑添加量為0.5%，Ce添加量為0.02%。Ce可以是作為球化劑的一部分加入，或者作為單獨的組分加入。按照重量百分比，球化劑的化學(xué)成分包括:Si44%、Ca2.5%、A10.5%、Mg6%等。球化率彡80%，球化時間為50-55s。接種后化學(xué)成分要求:C3.45-3.65%、Si2.65-2.85%、S0.02%、P0.04%、Mn0.4%、Cr0.l%、Mg0.03。檢測符合要求后，降溫脫模，脫模時間為I小時。

步驟3進行翻砂和清砂步驟，翻砂和清砂步驟中得到的廢砂，可以通過回收系統(tǒng)，重新進行混砂后制備模具。吊鉤旋轉(zhuǎn)式拋丸機進行拋丸，檢測出現(xiàn)缺陷后進行補焊、打磨。之后進行回火處理。步驟4回火后得到的產(chǎn)品進行檢驗，實施例1中所得鑄件檢驗結(jié)果見表I一4。表1，化學(xué)分析
權(quán)利要求
1.一種改進的粉碎機刀架，其特征在于，所述粉碎機刀架為鐵鑄件，按照重量百分比，所述刀架中化學(xué)成分包括:C3.2-4.0% ；Si2.1-3.1% ；Mn ( 0.4% ；P ( 0.05% ；S ( 0.02% ；Mg0.035-0.05% ；Cu0.01-0.05% ；Ni0.001-0.02% ;稀土元素為痕量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉碎機刀架，其特征在于，還包括痕量的Ba元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉碎機刀架，其特征在于，刀架主體包括傳動軸安裝孔，在刀架主體外延伸有至少一個刀片固定塊，刀片固定塊設(shè)置有用于固定刀片的固定螺孔、固定螺釘和鎖刀片。
4.一種生產(chǎn)權(quán)利要求1所述改進的粉碎機刀架的方法，其特征在于，包括: ——提供第一鐵原料、第二鐵原料、增碳劑；第一鐵原料包括生鐵、和/或廢鋼、和/或回爐料，第二鐵原料包括硅鐵、錳鐵、硫鐵、磷鐵、鉻鐵、銅中的任意一種或幾種的混合物；檢驗合格后與增碳劑混合熔融，制得鐵水； ——根據(jù)粉碎機刀架預(yù)定形狀制作模具； 步驟包括: 步驟1，將鐵水澆注到模具中，加入球化劑、稀土元素、接種劑進行球化接種； 步驟2，降溫后進行翻砂和清砂，進行拋丸工藝，然后回火處理； 步驟3，檢驗合格后獲得產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括鐵水化學(xué)元素分析步驟，方法為:當(dāng)鐵水溫度達到出爐溫度后，取測試片，打磨平整后用光譜儀測試分析，并根據(jù)測試結(jié)果調(diào)節(jié)原料配比。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟I的澆筑過程中，還包括Y型測試棒的澆注成型，用于機械性能的測試。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟I中，以所有配料總重量計，球化劑添加量優(yōu)選為0.1-5% ;接種劑添加量優(yōu)選為0.1-5% ;稀土元素添加量優(yōu)選為0.01-0.05%。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述模具的制備方法如下: 步驟I，模具原料與水混合進行混砂， 步驟2，混砂后分別制備外型和泥芯， 步驟3,合模。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其中，在混砂后，還可以包括選砂的步驟，方法為:使用錘擊式制樣機、直讀式透氣性測定儀、液壓強度機、紅外線烘干儀、篩砂機來測定型砂的CP值、透氣性、抗壓強度、含水量和粒度。
10.根據(jù)權(quán)利要求4、8或9所述的方法，其特征在于，將翻砂和/或清砂之后得到的廢砂回收，與模具原料一起混砂。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改進的粉碎機刀架及其制備方法，所述粉碎機刀架為鐵鑄件，按照重量百分比，所述刀架中化學(xué)成分包括C3.2-4.0%；Si2.1-3.1%；Mn≤0.4%；P≤0.05%；S≤0.02%；Mg0.035-0.05%；Cu0.01-0.05%；Ni0.001-0.02%；稀土元素(或者還可以包括Ba元素)為痕量；所述粉碎機刀架在鑄造過程中，加入痕量的稀土元素(或者還加入痕量Ba元素)，從而獲得了較高的強度和硬度、以及良好的韌性，特別是伸長率高達16%以上。
文檔編號C22C33/08GK103194663SQ201310072260
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月7日
發(fā)明者趙奕蒼 申請人:寧波大榭信易電熱有限公司