一種高硼耐磨復合錘頭及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明公開了一種復合錘頭及其制備方法，特別涉及一種高硼耐磨復合錘頭及其 制備方法，屬于耐磨材料技術領域。
技術領域
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[0003] 錘式破碎機是建材、礦山、電力、冶金、化肥等工業部門廣泛使用的生產設備，而錘 頭是消耗量很大的易磨損件。由于破碎機械的工作表面與物料接觸，產生高應力磨損，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不到要求，比如含碳1.0% - 1. 3%、含錳10%- 13%的高錳鋼，經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，在不大的負荷下就會 發生形變。而普通高錳鋼錘頭，在低沖擊應力作用下，錘頭表層加工硬化效果差，磨損發生 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，磨粒動能轉變為熱能，使材料軟化甚至被粘著撕下。近些年 來，高鉻鑄鐵在許多工礦設備上有逐漸取代高錳鋼制造耐磨零件的趨勢，并在很多應用中 也取得了成功，但直接制造錘頭，脆性大，使用中極易發生斷裂，影響破碎機設備的安全運 行。
[0004] 為了提高錘頭使用壽命，中國發明專利CN104213035公開了一種雙液雙金屬復合 錘頭及其鑄造工藝，其采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分設有冷鐵，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；當低合金鋼 澆注到指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達 到900°C時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，經充分冷卻至室溫后再開箱， 清砂打磨后送到熱處理。該發明通過復合金屬的制作工藝，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] 中國發明專利CN104164609還公開了一種錘式破碎機用復合型錘頭，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；通過合理配方設計、熔煉、 變質、澆注、脫氧等加工工藝，讓錘端具有良好的耐磨性、硬度、強度、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] 中國發明專利CN104209163還公開了一種耐磨復合錘頭及其制備方法，先采用 鑄造方法鑄造復合錘頭的錘柄部位，錘柄的化學組成及其質量百分數為：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。錘柄與錘頭的結合部位進行噴砂毛化處理，使錘柄表面 粗糙度達到65?100 μm，然后復合耐磨合金，復合錘頭硬度高、耐磨性好。
[0007] 中國發明專利CN104152816還公開了一種大型破碎機錘頭，包括以下重量百分比 的化學成分：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。該發明原料易得，制作方法簡單，該發明配方合理，使用壽命長，具有很高的強度、韌 性、耐磨性和抗沖擊力，適用于大型破碎機，減少了工廠更換錘頭的頻率，降低了勞動強度。
[0008] 中國發明專利CN104141096還公開了一種錘式破碎機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 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，繼續清 除廢渣；(7)待鐵水溫度在1300?1350攝氏度時進行澆鑄。
[0009] 中國發明專利CN 104128231還公開了一種破碎機沖擊錘頭及生產工藝，破碎機 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)嵌有硬質合金棒（3)，硬 質合金棒（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上，再鑲鑄合金硬質合金棒，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，經濟和社會效益大幅 度提高。
[0010] 中國發明專利CN10399322還公開了一種中錳鋼破碎機錘頭及其制備方法，包括 以下重量百分比的化學成分：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。該發明通過降低錳碳的含量，并調整錳碳的匹配，獲得 較穩定的奧氏體組織的中錳鋼，在非常強烈沖擊工況條件下，具有足夠的強韌性，其耐磨性 好；該發明制作工藝簡單，質量可以能穩定控制；該發明加入適量Ce，提高了錘頭的結合強 度；該發明韌性好，強度高，使用壽命長。
[0011] 中國發明專利CN 103993217還公開了大型破碎機錘頭及其制備方法，包括以下 重量百分比的化學成分：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。該發明配方合理，制 作簡單，使用壽命長，具有很高的強度、韌性、耐磨性和抗沖擊力，減少了工廠更換錘頭的頻 率，降低了勞動強度，該發明原料易得，制作方法簡單，有效節約了能源。
[0012] 中國發明專利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。該發明相比現 有技術中的高錳鋼錘頭，硬度高，HB彡250,沖擊韌性彡130J/cm2,性價比高。
[0013] 但是，上述破碎機錘頭主要存在耐磨性和強韌性難以兼顧以及錘頭制造成本高的 不足。

【發明內容】

[0014] 本發明以廉價的高硼耐磨合金作為錘端材料，以強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，實現雙金屬冶金結合，確保復合錘頭使用的長 壽命和使用安全可靠。
[0015] 本發明目的可以通過以下工藝措施來實現：
[0016] (1)先在電爐內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組成 及其質量分數是：〇· 18 ?0· 24% C, 2. 85 ?3. 00% Mn, L 30