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一種高硼耐磨復(fù)合錘頭及其制備方法

文檔序號:8295299閱讀:399來源:國知局
一種高硼耐磨復(fù)合錘頭及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開了一種復(fù)合錘頭及其制備方法,特別涉及一種高硼耐磨復(fù)合錘頭及其 制備方法,屬于耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]
[0003] 錘式破碎機(jī)是建材、礦山、電力、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。由于破碎機(jī)械的工作表面與物料接觸,產(chǎn)生高應(yīng)力磨損,且 被破碎物料一般是巖石、金屬礦石等堅硬物體,錘頭的磨損是十分嚴(yán)重。過去工廠一般采 用高錳鋼制造錘頭,但是在許多工況條件下其耐磨性能仍達(dá)不到要求,比如含碳1.0% - 1. 3%、含錳10%- 13%的高錳鋼,經(jīng)水韌處理后的性能為:O s= 392 - 441Mpa,σ b = 784 - 981Mpa,HB = 180 - 190,可以看出,高錳鋼σ s/ob比值較小,在不大的負(fù)荷下就會 發(fā)生形變。而普通高錳鋼錘頭,在低沖擊應(yīng)力作用下,錘頭表層加工硬化效果差,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,多次變形的材料碎裂剝落,同時,磨料顆粒 與高速運行的錘頭表面接觸時,磨粒動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,使材料軟化甚至被粘著撕下。近些?來,高鉻鑄鐵在許多工礦設(shè)備上有逐漸取代高錳鋼制造耐磨零件的趨勢,并在很多應(yīng)用中 也取得了成功,但直接制造錘頭,脆性大,使用中極易發(fā)生斷裂,影響破碎機(jī)設(shè)備的安全運 行。
[0004] 為了提高錘頭使用壽命,中國發(fā)明專利CN104213035公開了一種雙液雙金屬復(fù)合 錘頭及其鑄造工藝,其采取平做立澆,有兩個外澆口,頂部設(shè)有冒口,錘頭部分設(shè)有冷鐵,讓 該部金屬液快速凝固,使其組織致密,砂型為自砂型,先澆注錘柄后澆注錘頭;當(dāng)?shù)秃辖痄?澆注到指定位置時,即停止注澆,停止數(shù)秒,加入已備好的變質(zhì)劑后再停止數(shù)秒,當(dāng)鋼液達(dá) 到900°C時,再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵,直到澆滿冒口,經(jīng)充分冷卻至室溫后再開箱, 清砂打磨后送到熱處理。該發(fā)明通過復(fù)合金屬的制作工藝,利用耐磨可抗沖擊性能較好的 材料制造插頭,提尚插頭的使用壽命,利用初性$父好的材料制造插柄,提尚插柄的抗沖擊能 力,利用兩種不同材料的性能來滿足錘頭和錘柄的使用要求,從而使錘頭綜合性能大大提 尚。
[0005] 中國發(fā)明專利CN104164609還公開了一種錘式破碎機(jī)用復(fù)合型錘頭,包括錘柄與 錘端,錘柄為高錳鋼,錘端為高鉻鑄鐵,各成分及重量百分比為:C :3. 0 - 3. 1 %、Mn : 1. 4- I. 5%,Cr :24, 6-25%,Cu :0. 05-0. 06%, Si :1, 24-1. 28%,Mo :0. 3-0. 4%,B :0. 04- 0. 05%、Re :0. 4 - 0. 6%、S :彡0. 02%、P :彡0. 02% ;余量為Fe。該發(fā)明錘柄采用高錳鋼, 具有足夠的韌性;錘端采用高鉻鑄鐵,具有足夠的硬度、耐磨性;通過合理配方設(shè)計、熔煉、 變質(zhì)、澆注、脫氧等加工工藝,讓錘端具有良好的耐磨性、硬度、強(qiáng)度、耐腐蝕性、韌性,通過 澆鑄時間、砂型溫度的控制,防止縮松、縮孔的產(chǎn)生,也提高了錘端的韌性和耐磨性,表面邵 氏A型硬度彡62度,沖擊值彡8. OJ/cm2,使用壽命為12000-13000小時。
[0006] 中國發(fā)明專利CN104209163還公開了一種耐磨復(fù)合錘頭及其制備方法,先采用 鑄造方法鑄造復(fù)合錘頭的錘柄部位,錘柄的化學(xué)組成及其質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:〇. 26?0. 35C, 0. 25 ?0. 45Si,0. 60 ?0. 80Mn,0. 08 ?0. 15N,I. 0 ?I. 2Cr,0. 015 ?0. 030A1,0. 008 ? 0. 016Ca,S〈0. 03,P〈0. 04,余量Fe。錘柄與錘頭的結(jié)合部位進(jìn)行噴砂毛化處理,使錘柄表面 粗糙度達(dá)到65?100 μm,然后復(fù)合耐磨合金,復(fù)合錘頭硬度高、耐磨性好。
[0007] 中國發(fā)明專利CN104152816還公開了一種大型破碎機(jī)錘頭,包括以下重量百分比 的化學(xué)成分:C2. 2-3. 2%,Crl8-22%,SiO. 3-0· 9%,MnL 0-2. 0%,NiO. 3-1. 0%, V 彡 0· 3%,Nb 彡 0· 2%,WO. 1-0· 5%,S 彡 0· 025%,P 彡 0· 025%,ZrO. 05 - 0· 2%,余量 為鐵。該發(fā)明原料易得,制作方法簡單,該發(fā)明配方合理,使用壽命長,具有很高的強(qiáng)度、韌 性、耐磨性和抗沖擊力,適用于大型破碎機(jī),減少了工廠更換錘頭的頻率,降低了勞動強(qiáng)度。
[0008] 中國發(fā)明專利CN104141096還公開了一種錘式破碎機(jī)合金錘頭的制備方法,其特 征在于:包括冶煉、澆鑄和熱處理,所述冶煉過程是:⑴在爐底放入白云石、鋁礬土、石灰和 粗鋁的混合物;⑵加入廢鋼并開始加熱,使廢鋼全部溶解;⑶將鉻鐵全部加入;(4)當(dāng)爐溫升 至1500攝氏度時,加入錳鐵、鉬鐵、釩鐵、電解銅、鎳鐵、硼鐵、鈦鐵和錸鐵,清除廢渣;(5)當(dāng) 爐溫升至1550攝氏度以上時,加入硅鐵,再次清除廢渣;(6)鐵水出爐輸送到鐵水包,繼續(xù)清 除廢渣;(7)待鐵水溫度在1300?1350攝氏度時進(jìn)行澆鑄。
[0009] 中國發(fā)明專利CN 104128231還公開了一種破碎機(jī)沖擊錘頭及生產(chǎn)工藝,破碎機(jī) 沖擊錘頭包括錘頭的柄部(1)和錘頭的頭部(2),錘頭的頭部(2)嵌有硬質(zhì)合金棒(3),硬 質(zhì)合金棒(3)之間通過支撐架(4)連接;沖擊錘頭采用合金高鉻鑄鐵,使錘頭具有較好的耐 磨性,而錘柄采用牌號為35的型鋼制作,使其具有足夠的強(qiáng)韌性,克服了單一材料制作沖 擊錘的缺點;沖擊錘頭工作面是在合金高鉻鑄鐵的基礎(chǔ)上,再鑲鑄合金硬質(zhì)合金棒,形成硬 硬組合,以致沖擊錘頭的使用壽命從原來的6?12h提高到20h以上,經(jīng)濟(jì)和社會效益大幅 度提高。
[0010] 中國發(fā)明專利CN10399322還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。該發(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;該發(fā)明制作工藝簡單,質(zhì)量可以能穩(wěn)定控制;該發(fā)明加入適量Ce,提高了錘頭的結(jié)合強(qiáng) 度;該發(fā)明韌性好,強(qiáng)度高,使用壽命長。
[0011] 中國發(fā)明專利CN 103993217還公開了大型破碎機(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2. 2- 3. 2 %,鉻15- 20 %,硅0. 3- 0. 7 %,錳0. 3- I. 0 %,鉬 1. 3-2. 0 %,鎳 0· 3- I. 0 %,鈷 0· 3- I. 0 %,釩 0-0· 3 %,鈦 0-0· 2 %,鎢 0· 1-0· 5 %, 硫0.005- 0. 025%,磷0.005- 0. 025%,RE0. 05 - 0.2%,余量為鐵。該發(fā)明配方合理,制 作簡單,使用壽命長,具有很高的強(qiáng)度、韌性、耐磨性和抗沖擊力,減少了工廠更換錘頭的頻 率,降低了勞動強(qiáng)度,該發(fā)明原料易得,制作方法簡單,有效節(jié)約了能源。
[0012] 中國發(fā)明專利CN 103981465公還開了一種高錳鋼錘頭及其制備方法,各組分 及其重量百分比為:C :0· 2 ?2. 0%,Si :1. 1 ?L 6%,Mn :10 ?17%,P :彡 0· 04%,S : 彡 0· 05%,Ni :0· 01 ?0· 09%,Mo :0· 1 ?0· 6%,Cr :2 ?8% ;余量為 Fe。該發(fā)明相比現(xiàn) 有技術(shù)中的高錳鋼錘頭,硬度高,HB彡250,沖擊韌性彡130J/cm2,性價比高。
[0013] 但是,上述破碎機(jī)錘頭主要存在耐磨性和強(qiáng)韌性難以兼顧以及錘頭制造成本高的 不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明以廉價的高硼耐磨合金作為錘端材料,以強(qiáng)韌性好的低碳貝氏體鋼作為錘 柄材料,將錘端和錘柄通過液-固鑄造方法,實現(xiàn)雙金屬冶金結(jié)合,確保復(fù)合錘頭使用的長 壽命和使用安全可靠。
[0015] 本發(fā)明目的可以通過以下工藝措施來實現(xiàn):
[0016] (1)先在電爐內(nèi)熔煉錘柄材料低碳貝氏體鋼,錘柄材料低碳貝氏體鋼的化學(xué)組成 及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:〇· 18 ?0· 24% C, 2. 85 ?3. 00% Mn, L 30
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