?L 60% Si, 0· 02 ?0· 06% N, 0· 003 ?0· 006% B, 0· 03 ?0· 07% Nb, 0· 008 ?0· 015% Ca, 0· 008 ?0· 015% Ba, 0· 02 ? O. 05% Y，〈0. 03% S，〈0. 04% P，余量Fe,并在鑄型中澆注成低碳貝氏體鋼錘柄預(yù)制件；在 低碳貝氏體鋼錘柄預(yù)制件待與錘端接觸部位，直接鑄出兩個直徑Φ 20?35mm的圓形通孔， 圓形通孔中心間距100?130mm，圓形通孔位于錘柄預(yù)制件中心軸線上，且圓形通孔的軸垂 直錘柄預(yù)制件中心軸；
[0017] (2)帶圓形通孔的低碳貝氏體鋼錘柄預(yù)制件經(jīng)清沙、打磨后，對待與錘端接觸部 位先進(jìn)行噴砂毛化，使其表面粗糙度達(dá)到250?350 μ m，然后用稀鹽酸浸洗，除去表面雜 質(zhì)及氧化皮，并在酒精中漂洗干凈，取出自然干燥，再在其表面涂覆一層硼砂，硼砂厚度優(yōu) 選I. 0?I. 5mm，然后將錘柄預(yù)制件置于鑄型中，并澆注錘端材料高硼耐磨合金熔液，錘端 材料高硼耐磨合金熔液的化學(xué)組成及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：1. 2?1. 6% B，0. 8?1. 0% C，6. 0? 6. 5 % Cr, 0· 2 ?0· 5 % Si, 2. 2 ?2. 4 % Mn, 0· 60 ?0· 75 % Ti, 0· 08 ?0· 15 % Ce, I. 0 ? I. 2% Al, S〈0. 035%，P〈0. 040%，余量Fe ;高硼耐磨合金熔液澆注溫度1480?1520°C，高 硼耐磨合金熔液澆注完畢4?8小時后，開箱空冷鑄件，鑄件經(jīng)清砂、打磨后，在加熱爐內(nèi)加 熱至920?950°C，保溫1?3小時后，出爐風(fēng)冷鑄件，當(dāng)溫度降至150°C以下時，重新將鑄 件入爐加熱至420?450°C，保溫8?12小時后，爐冷至溫度低于120°C后，出爐空冷至室 溫，即可獲得高硼耐磨復(fù)合錘頭產(chǎn)品。
[0018] 高硼耐磨復(fù)合錘頭的性能取決于錘柄和錘端的性能及其復(fù)合方式，錘柄和錘端的 性能取決于其化學(xué)組成及其熱處理工藝：
[0019] 本發(fā)明復(fù)合錘頭的錘柄采用強(qiáng)韌性好的低碳貝氏體鋼，碳是決定鑄鋼強(qiáng)度的主要 元素，在一定范圍內(nèi)，碳含量越高，空冷后鋼的強(qiáng)度越高，過高的碳含量會嚴(yán)重降低鋼的韌 性，本發(fā)明將碳含量控制在〇. 18?0. 24%。錳能顯著地推遲高溫轉(zhuǎn)變，提高鋼的淬透性，錳 含量較高時，可使珠光體和貝氏體轉(zhuǎn)變曲線分離，并使貝氏體轉(zhuǎn)變曲線位于珠光體轉(zhuǎn)變曲 線的左邊，促進(jìn)空冷貝氏體組織形成，因此將錳含量控制在2. 85?3. 00%。一定量的硅可 以抑制碳化物的析出，隨著Si含量的增加，Si使CCT曲線的中溫轉(zhuǎn)變溫度降低，減小M - A島尺寸，當(dāng)Si含量達(dá)到1. 4%后，Bs點(diǎn)不再降低，且Si含量超過1. 7%后，高溫回火后鋼 的韌性得不到顯著提高，將硅含量控制在1. 30?1. 60%。微量稀土 Y與液態(tài)金屬反應(yīng)生 成的細(xì)小粒子，具有加速凝固形核的作用，表面活性稀土 Y元素在流動的晶體表面形成吸 附原子薄膜，降低流動離子的速度，稀土 Y元素的這些特性能細(xì)化鑄鋼晶粒，限制樹枝晶偏 析，提高材料的力學(xué)性能。微量Nb和N有極強(qiáng)的親和力，與之形成相應(yīng)的極為穩(wěn)定的化合 物，這些化合物微粒，可以作為新相的結(jié)晶核心，因此Nb和N元素有明顯的細(xì)化晶粒作用， 提高鋼的強(qiáng)度和韌性。微量硼可以改善鋼的淬透性，并能促進(jìn)貝氏體的形成。微量Ca和Ba 的加入，可減少鋼中的加雜物，并改善夾雜物形態(tài)和分布，有利于提高鋼的強(qiáng)度和韌性。低 碳貝氏體鋼鑄態(tài)硬度低，小于22HRC，有利于隨后的噴砂毛化操作。
[0020] 本發(fā)明復(fù)合錘頭的錘端采用耐磨性好的高硼合金，高硼合金中的主要元素是硼， 硼與鐵化合，可以獲得高硬度的Fe 2B相，有利于提高合金耐磨性，加入量過多，F(xiàn)e2B相數(shù)量 多，脆性大，導(dǎo)致復(fù)合錘頭使用過程中極易脆裂，合適的硼含量為1. 2?1. 6%。加入6. 0? 6. 5%的鉻，一方面利用鉻形成高硬度含鉻碳化物，另一方面，是為了提高合金淬透性，鉻的 加入還有提高材料高溫淬火時的抗氧化燒損作用。加入2. 2?2. 4%的錳，主要是為了提高 合金淬透性。加入I. 0?1. 2%的鋁，可促使碳化物和硼化物斷網(wǎng)和孤立分布，從而降低合 金脆性。加入0. 60?0. 75% Ti和0. 08?0. 15% Ce，除了細(xì)化晶粒外，鈦和硼結(jié)合，生成 高硬度TiB2顆粒，有利于進(jìn)一步提高合金耐磨性。
[0021] 本發(fā)明為了簡化復(fù)合錘頭成形工藝，在雙金屬復(fù)合錘頭包覆鑄造中，采用了機(jī)械 與冶金相結(jié)合的方式使錘柄與錘端金屬牢固結(jié)合在一起，見圖1。即在錘柄與錘端金屬相復(fù) 合的部位，鑄出兩個圓形通孔，圓形通孔直徑φ20?35mm，圓形通孔間距100?130_，圓形 通孔位于錘柄預(yù)制件中心軸線上，且圓形通孔的軸垂直錘柄預(yù)制件中心軸，當(dāng)高溫高硼耐 磨合金熔液澆入后，除了在錘柄與錘端的接合部位達(dá)到一定的冶金結(jié)合外，流入這兩個圓 形通孔的金屬熔液凝固后就充當(dāng)了兩個連接銷，可以有效地防止復(fù)合部位的脫落和松動。
[0022] 為了進(jìn)一步改善錘柄和錘端的復(fù)合質(zhì)量，高溫高硼耐磨合金熔液澆注前，將帶圓 形通孔的低碳貝氏體鋼錘柄預(yù)制件經(jīng)清沙、打磨后，與錘端接觸部位先進(jìn)行噴砂毛化，使其 表面粗糙度達(dá)到250?350 μ m，然后用稀鹽酸浸洗，除去表面雜質(zhì)及氧化皮，并在酒精中漂 洗干凈，取出自然干燥，再在其表面涂覆一層硼砂，厚度優(yōu)選為I. 0?1. 5_，然后將錘柄預(yù) 制件置于鑄型中，并澆注高硼耐磨合金熔液。硼砂在澆注初期，能夠包裹低碳貝氏體鋼錘柄 預(yù)制件，減小氧化程度，同時硼砂受熱熔化后發(fā)生分解反應(yīng)：
[0023] Na2B407- 2NaBO 2+B203 (I)
[0024] 反應(yīng)產(chǎn)物B2O3可溶解錘柄預(yù)制件表面的氧化膜、凈化其表面，提高其潤濕能力。經(jīng) 過活化處理的錘柄預(yù)制件在鑄型不預(yù)熱處理的情況下，與錘端高硼耐磨合金結(jié)合良好。
[0025] 高硼耐磨合金熔液澆注溫度1480?1520°C，高硼耐磨合金熔液澆注完畢4?8小 時后，開箱空冷鑄件，鑄件經(jīng)清砂、打磨后，在加熱爐內(nèi)加熱至920?950°C，保溫1?3小時 后，出爐風(fēng)冷鑄件，可確保錘端獲得高硬度的馬氏體，錘柄獲得強(qiáng)韌性好的貝氏體組織。當(dāng) 溫度降至150°C以下時，重新將鑄件入爐加熱至420?450°C，保溫8?12小時后，爐冷至 溫度低于120°C后，出爐空冷至室溫，可以穩(wěn)定復(fù)合錘頭組織，消除內(nèi)應(yīng)力，確保復(fù)合錘頭的 安全使用。
[0026] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] 1)本發(fā)明復(fù)合錘頭不含鉬、鎳、釩等昂貴合金元素，具有較低的生產(chǎn)成本；
[0028] 2)本發(fā)明復(fù)合錘頭，錘柄和錘端結(jié)合牢靠，可確保復(fù)合錘頭的安全使用；
[0029] 3)本發(fā)明復(fù)合錘頭的錘柄強(qiáng)度高（抗拉強(qiáng)度超過1200MPa)，韌性好（沖擊韌性大 于60J/cm 2)，錘端硬度高（硬度大于62HRC)，使復(fù)合錘頭的使用壽命比高錳鋼錘頭提高3倍 以上。
【附圖說明】
[0030] 圖1高硼耐磨復(fù)合錘頭包覆鑄造示意圖；
[0031] 1 一鑄型，2 -錘柄預(yù)制件（低碳貝氏體鋼），3 -澆口，4 一圓形通孔，5 -型腔（用 于澆注高硼耐磨合金熔液），6 -冒口。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例，高硼耐 磨復(fù)合錘頭包覆鑄造示意圖見圖1。
[0033] 實(shí)施例1 :
[0034] 一種高硼耐磨復(fù)合錘頭及其制備方法，錘端采用高硼耐磨合金，錘柄采用低碳貝 氏體鋼，錘端和錘柄通過復(fù)合鑄造方法，實(shí)現(xiàn)雙金屬冶金結(jié)合，具體制備工藝步驟是：
[0035] 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% C, 2. 97% Mn, L 34% Si, 0· 058% N, 0· 004% B, 0· 068% Nb, 0· 009% Ca, 0. 015% Ba, 0. 041% Y, 0. 018% S, 0. 026% P,余量Fe,并在樹脂砂鑄型中澆注成低碳貝 氏體鋼錘柄預(yù)制件2,在低碳貝氏體鋼錘柄預(yù)制件2與錘端接觸部位，從鑄型中直接鑄出兩 個直徑 (p20mm的圓形通孔4,圓形通孔4間距100mm，圓形通孔4位于錘柄預(yù)制件中心軸線 上，且圓形通孔的軸垂直錘柄預(yù)制件中心軸；
[0036] ②帶圓形通孔的低碳貝氏體鋼錘柄預(yù)制件2經(jīng)清沙、打磨后，與錘端接觸部位先 進(jìn)行噴砂毛化，使其表面粗糙度達(dá)到250?35