專利名稱：：復(fù)合式鋼結(jié)硬質(zhì)合金錘頭及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于錘式破碎機錘頭，特別是鑲鑄有鋼結(jié)硬質(zhì)合金的錘頭及其制造工藝。錘頭是錘式破碎機上最主要的工作件和易損件，目前錘頭的材料一般采用普遍高錳鋼ZGMn13做成，高錳鋼雖然成本不高，但硬度較低，布氏硬度HB＝191，易磨損，這就嚴重影響了錘頭的使用效果和壽命。發(fā)電廠、糖廠、水泥廠采用錘式破碎機來粉碎塊煤和熟料，錘頭的壽命一般為幾個星期，玻璃制造廠用于破碎硬度為7級的長石，錘頭壽命僅為32個小時。由于錘頭的磨損而引起的經(jīng)常停機換錘、裝錘，加大了工人的勞動強度，影響了錘式破碎機的正常運轉(zhuǎn)和工作能力的正常發(fā)揮，為了使錘頭的壽命增加，在澆鑄高錳鋼時有人加入了一些耐磨金屬元素鉻、鎳、鈷和微量的稀土元素等，但效果還不是十分顯著，磨損率降低不多，而成本急劇上升，所以長期以來錘頭還是沿用普通高錳鋼為主。玻璃廠、水泥廠等使用的錘式破碎機的生產(chǎn)效率都不高。近年來也有人研制過鑲鑄鋼結(jié)硬質(zhì)合金用于刀具、沖擊工件上，如株州硬質(zhì)合金廠采用MnB及3OSiTi鋼鑲鑄GT35的鋼結(jié)合金，耐磨性能得到了改善，但由于匹配性能不夠好，易發(fā)生鋼結(jié)合金脫落現(xiàn)象，因而目前應(yīng)用還不廣泛。本發(fā)明的目的是提供一種硬度高、耐磨、耐腐蝕、抗氧化等物理化學(xué)性能好，而且鋼結(jié)合金不易脫落，價格不高的錘式破碎機錘頭、并提出這種錘頭的制造工藝。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，在澆鑄高錳鋼錘頭母材時加入一些耐磨的金屬元素鉻、鎂和稀土等，以改善金屬的結(jié)構(gòu)，使整個機械性能得到提高，在錘頭的工作部位鑲上以鋼為粘結(jié)物，以難熔金屬碳化物(碳化鈦、碳化鎢)、主要是碳化鈦作硬質(zhì)相的鋼結(jié)硬質(zhì)合金。我國鈦原料豐富、價格不高，燒結(jié)成的碳化鈦具有硬度高、抗氧化、耐腐蝕、耐磨，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)異的物理化學(xué)性能，在錘頭中鑲鑄了碳化鈦型的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，一方面可減少錘頭的粘附磨損，另一方面具有較高的剛性、彈性模量、抗彎強度和抗壓強度。在合金鋼中鑲鑄鋼結(jié)硬質(zhì)合金，要求母材具有一定的韌性和強度，與鋼結(jié)硬質(zhì)合金熱處理工藝的良好匹配性以及緊密的結(jié)合度，才能保證澆鑄的整體結(jié)構(gòu)牢固和顯示出鋼結(jié)硬質(zhì)合金的特性，此外，鑲鑄的工藝和操作條件也會極大地影響母材和鋼結(jié)硬質(zhì)合金的結(jié)合度。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述圖1是復(fù)合式鋼結(jié)硬質(zhì)合金錘頭的結(jié)構(gòu)圖;圖2是復(fù)合式鋼結(jié)硬質(zhì)合金錘頭的制造工藝圖。在結(jié)構(gòu)圖中，1是錘體，錘體是添加了鉻、鎂、稀土等元素的高錳鋼，2是鋼結(jié)硬質(zhì)合金塊，含有碳化鈦、鎳、鉬等元素。以下是錘體的化學(xué)組成(重量%)1、水泥廠、糖廠或一些行業(yè)使用破碎機錘頭錘體組成C1.05-1.35，Mn11.50-14.00，Cr1.50-2.50，Mg0.01-0.04，Re0.002-0.02，Si≤1.00，p≤0.070，其余為鐵。2、玻璃廠用破碎機錘頭錘體組成C1.05-1.35，Mn11.50-14.0，Mg0.01-0.04，Re0.002-0.02，Si≤1.00，p≤0.070，其余為鐵。玻璃廠不能使用含鉻的錘頭，否則會影響玻璃成品的光學(xué)性能。添加稀土元素能提高澆鑄過程的流動性和抗熱裂性，起到微合金化作用，并能除氣除雜質(zhì)，改善組織細化晶粒，有較好的抗磨損性。以下是鋼結(jié)硬質(zhì)合金的化學(xué)組成(重量%)TiC30-60，Mn9-12，Ni0.6-2.0，C0.8-1.4MO0.6-2.0，F(xiàn)e余量。以下對附圖2的復(fù)合式鋼結(jié)硬質(zhì)合金錘頭的制造工藝進行描述先按一般的方法做好碳化鈦型的鋼結(jié)硬質(zhì)合金，化學(xué)成份按上述給出的組成，做好的合金塊要進行表面檢查處理，應(yīng)無裂痕、無明顯缺陷，然后在合金塊的端部焊上一根鐵釘，插在錘體模型中設(shè)計鑲嵌鋼結(jié)合金的部位中，把模型箱配好;按附圖的工藝熔煉母材(錘體)，經(jīng)檢驗化學(xué)成份合格后，倒入型箱中，保溫4-6小時開箱，得出的錘頭經(jīng)表面清理，采用水淬的方法進行熱處理，最后是精整，檢驗，合格產(chǎn)品即可出廠。具體實施例方式第一步，做出燒結(jié)型的鋼結(jié)硬質(zhì)合金塊，其成份符合下列要求TiC-50，C-1.0，Mn-0.90，Ni-1.3，MO-1.3，其余是鐵。將燒結(jié)好的合金塊經(jīng)表面處理后成40×25×15mm的兩塊鋼結(jié)硬質(zhì)合金。第二步，將做好的鋼結(jié)硬質(zhì)合金塊往型腔鑲嵌，合箱;按常規(guī)的方法熔煉錘體的合金鋼液，其他化學(xué)組成是C-1.00，Mn-13.0，Cr-2.0，Si-0.8，p-0.04，Mg-0.02，Re-0.01，F(xiàn)e余量。將母材(錘體)合金鋼液澆入鑄型內(nèi)，保溫4小時開箱;第三步，將鑄型清砂，表面修整，然后進行熱處理，最后打磨毛坯，檢驗，即得到鑲有鋼結(jié)合金的錘頭成品。按本發(fā)明以上實施例做出的錘頭的物理機械性能為硬質(zhì)合金部分密度6.1±0.1(g/Cm3)，硬度(HRC)60-62，抗彎190(Kg/mm2)，沖擊性0.81(Kg·m/Cm2)，母材部分抗拉強度650-1000mpα，伸展率27-63%，硬度(HB)170-220。本發(fā)明與普通高錳鋼錳頭使用在不同場合的主要技術(shù)指標比較1、平板玻璃廠破碎機破碎長石，長石規(guī)格20×30，硬度7級。2、破碎塊煤比較</tables>3、破碎水泥熟料比較</tables>本發(fā)明比起高錳鋼錘頭具有以下優(yōu)點1、硬度高，耐磨系數(shù)大，使用壽命提高4倍以上。2、成本雖然比普通高錳鋼稍高，但因為使用壽命長，從成本價格上是合算的。此外，破碎機能連續(xù)工作不需換錘，使生產(chǎn)能力大為提高，這是普通高錳鋼錘頭無法相比的。3、由于錘頭磨損少，對玻璃原料破碎有很大好處，會降低玻璃的雜質(zhì)，使光學(xué)性能得到提高。本發(fā)明比其它鋼與鋼結(jié)硬質(zhì)合金鑲鑄結(jié)合度要好，錘頭使用幾百小時未發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)硬質(zhì)合金有脫落現(xiàn)象。權(quán)利要求1.一種錘式破碎機錘頭，包括母材和鋼結(jié)硬質(zhì)合金，其特征在于母材是在熔煉高錳鋼時加入耐磨的金屬元素鉻、鎂和稀土元素，鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以鋼為粘結(jié)相、碳化鈦為硬質(zhì)相，并含有錳、鎳、鉬等金屬元素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錘式破碎機錘頭，其特征在于母材的化學(xué)組成是(重量%)C1.05-1.35，Mn11.5-14.00，CrO-2.5，Mg0.01-0.04，Re0.002-0.02，Si≤1.00，p≤0.07，F(xiàn)e余量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錘式破碎機錘頭，其特征在于鋼結(jié)硬質(zhì)合金的化學(xué)組成是(重量%)TiC30-60，Mn9-12，NiO0.6-2.0，C0.8-1.4，MO0.6-2.0，F(xiàn)e余量。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錘式破碎機錘頭的制造工藝，其特征在于將經(jīng)過燒結(jié)、表面檢查和處理而制成的鋼結(jié)硬質(zhì)合金鑲嵌在按錘頭圖紙設(shè)計好的模型中，配箱后將按常規(guī)高錳鋼工藝熔煉的合格母材澆注到型箱中，保溫4-6小時，清理表面，然后進行熱處理，最后是精整、產(chǎn)品檢驗，即可得到產(chǎn)品。全文摘要一種使用在錘式破碎機上的錘頭，主要由母材和鑲鑄的鋼結(jié)硬質(zhì)合金組成，其母材是在熔煉普通高錳鋼時加入耐磨的金屬元素及微量稀土元素，鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以碳化鈦為硬質(zhì)相，鋼為粘結(jié)相的組合材料。這種錘頭具有硬度高，耐磨、耐腐蝕，抗氧化等性能，鑲鑄結(jié)合度好，錘頭平均壽命是普通高錳鋼錘頭的4倍以上，適用于玻璃廠、水泥廠、糖廠、礦山的各種錘式破碎機。文檔編號C22C38/00GK1049802SQ90104778公開日1991年3月13日申請日期1990年7月17日優(yōu)先權(quán)日1990年7月17日發(fā)明者關(guān)源洪,范應(yīng)光申請人:關(guān)源洪,范應(yīng)光