CN101745605A - 破碎机双金属复合型锤头的制作方法 - Google Patents

破碎机双金属复合型锤头的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的破碎机双金属复合型锤头的制作方法，首先熔炼高铬铸铁合金液，将高铬铸铁合金液浇铸成耐磨块毛坯；将耐磨块毛坯通过线切割加工成耐磨块；制作由相连接的锤柄和端头组成的锤头蜡模，先将两个耐磨块内置在端头蜡模壳体内，再将钢液浇灌到锤头蜡模壳体内，浇注成型后冷却、脱壳，即制得双金属复合型锤头。本发明方法制得的锤头，在使用中锤头不脱落、不破碎，提高了锤头的抵抗冲击能力。

Description

破碎机双金属复合型锤头的制作方法
技术领域
本发明属于岩石加工机械配件技术领域，具体涉及一种破碎机双金属复合型锤头的制作方法。
背景技术
我国幅员辽阔、矿产丰富，随着我国矿山开采业的迅猛发展，对矿山机械设备的效率和寿命的要求越来越高。大多数情况下，矿山开采工矿条件十分恶劣，特别是金属矿产，矿石硬度高、酸碱等腐蚀性强，对矿山设备的磨损严重。破碎矿石是选矿的第一步，几乎所有的矿石都必须经过破碎。
锤头是反击式破碎机中破碎矿石的主要部件，该部件在使用中锤柄不断承受交变的弯曲应力和冲击力，而锤头部位则主要承受较强的冲击力和摩擦力。目前，在反击式破碎机上所使用的锤头大多为高锰钢材质，因为高锰钢具有较好的耐磨性和较强的韧性，尽管如此，高锰钢锤头一般只能连续使用3-5天(约40小时)左右，其主要的破坏形式是锤头自身破碎、脱落甚至断裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种破碎机双金属复合型锤头的制作方法，利用该方法制得的锤头解决了现有技术中存在的锤头易磨损、易破碎、使用寿命短的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种破碎机双金属复合型锤头的制作方法，制作出破碎机双金属复合型锤头的结构为：包括相连接的锤柄和端头，所述端头内部设置有一对耐磨块，耐磨块呈相对设置在端头中轴线的两侧；耐磨块的外表面与端头紧密结合，
制作方法具体包括以下步骤：
步骤1：熔炼含C量为2.0-2.2％，含Cr量为10.0-13.0％，含Si量为0.1-0.5％，含Mo量为1.0-1.5％，含Cu量为0.5-1.0％，含S量小于0.005％，含P量小于0.005％的高铬铸铁合金液，并将高铬铸铁合金液浇铸成耐磨块毛坯；以上含量均为质量百分比；
步骤2：将耐磨块毛坯通过线切割加工成耐磨块；
步骤3：依照要制作的锤头造型，制作锤头蜡模，所述的锤头蜡模包括相连接的锤柄蜡模和端头蜡模；
步骤4：对锤头蜡模通过脱脂、浸水玻璃(或硅溶胶等)粘结剂、挂砂、氨水硬化、二次浸水玻璃(或硅溶胶等)粘结剂、挂砂、氨水硬化…如此反复挂砂，沙粒先细后粗约67层，晾干后采用蒸汽脱蜡(此过程为普通精密铸造中壳型制备工艺，该工艺为现有技术)制备出锤头蜡模壳型，然后将锤头蜡模壳体加热到1000℃，做好浇注准备；
步骤5：熔炼含C量为0.4-0.6％的钢液；
步骤6：先将两个耐磨块内置在端头蜡模壳体内，两个耐磨块呈相对设置在端头蜡模中轴线两侧；再将钢液浇灌到整个锤头蜡模壳体内，控制浇注温度为1700±50℃，浇注成型；浇注过程中过热的钢液从两个耐磨块表面流过，不断加热耐磨块表面，使耐磨块表面局部熔化，从而实现高铬铸铁合金和冶金钢的两种合金的冶金结合；
步骤7：待钢液凝固冷却，脱壳，即制得双金属复合型锤头。
其特点进一步在于，切割后的耐磨块包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中朝向端头蜡模中轴线的侧面上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽。
其中，凹槽的凹槽底面与朝向端头蜡模中轴线的侧面平行。
其中，凹槽的宽度自上而下逐渐变大。
其中，耐磨块朝向端头中轴线的侧面为斜面或垂直平面。
本发明的有益效果是，在锤柄端头内部设置一对高硬度材料作成的耐磨块来作为锤头的打击面来提高锤头的耐磨性，耐磨块的材质为铬系耐磨铸铁，提高了锤头的抵抗冲击能力。且制作工艺简单，两种冶金的结合部位不易断裂和脱落，不易分离。在使用中锤头不脱落、不破碎，使用寿命达到普通高锰钢锤头的2.5倍。
附图说明
图1是本发明实施例1和实施例2锤头的结构示意图；
图2是本发明实施例1和实施例2耐磨块的结构示意图；
图3是图2的A向视图；
图4是图2的B向视图；
图5是本发明实施例3锤头的结构示意图；
图6是本发明实施例3耐磨块的结构示意图；
图7是图6的C向视图；
图8是本发明实施例4锤头的结构示意图；
图9是本发明实施例4耐磨块的结构示意图；
图10是图9的D向视图；
图11是图9的E向视图。
图中，1.锤柄，2.端头，3.耐磨块，4.凹槽，5.斜面，6.凹槽底面，7.垂直平面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
一种破碎机双金属复合型锤头的制作方法，包括以下操作步骤：
步骤1：熔炼含C量为2.0％，含Cr量为12.0％，含Si量为0.2％，含Mo量为1.5％，含Cu量为1.0％，含S量小于0.005％，含P量小于0.005％的高铬铸铁合金液，并将高铬铸铁合金液采用普通砂型铸造方法浇铸成耐磨块3毛坯；以上含量均为质量百分比；
步骤2：将耐磨块3毛坯通过线切割加工成耐磨块3；如图2和图3所示，加工后的耐磨块3包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中一个侧面为斜面5，斜面5上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽4，凹槽4的凹槽底面6与斜面5平行，如图4所示，凹槽4的宽度自上而下逐渐变大；
步骤3：依照要制作的锤头造型，制作锤头蜡模，所述的锤头蜡模包括相连接的锤柄1蜡模和端头2蜡模；
步骤4：对锤头蜡模通过普通精密铸造制壳工艺制备出锤头蜡模壳体，然后将锤头蜡模壳体加热到1000℃，做好浇注准备；
步骤5：熔炼含C量为0.4％的钢液；
步骤6：先将两个耐磨块3内置在端头2蜡模壳体内，两个耐磨块3呈相对设置在端头2蜡模中轴线两侧，斜面5朝向端头2蜡模中轴线的一侧；再将钢液浇灌到整个锤头蜡模壳体内，控制浇注温度为1650℃，浇注成型；浇注过程中过热的钢液从两个耐磨块3表面流过，不断加热耐磨块3表面，使耐磨块3表面局部熔化，从而实现高铬铸铁合金和冶金钢的两种合金的冶金结合；
步骤7：待钢液凝固冷却，脱壳，即制得双金属复合型锤头。
通过上述制作方法制作出的复合型锤头，如图1所示，该锤头包括相连接的锤柄1和端头2，端头2内部设置有一对耐磨块3，耐磨块3呈相对设置在端头2中轴线的两侧，耐磨块3设置的位置为端头2最易磨损和断裂的部位；耐磨块3的外表面与端头2紧密结合，使得端头2具有较强的耐冲击性和耐磨性。如图2和图3所示，耐磨块3的形状近似于直角梯形，包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中朝向端头2中轴线的侧面为斜面5，斜面5上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽4，凹槽4的凹槽底面6与斜面5平行；如图4所示，凹槽4的宽度自上而下逐渐变大。耐磨块燕尾形凹槽4的设置从结构上改善了耐磨块3与端头2之间结合的受力状况，提高了合金铸钢和高铬铸铁两种冶金结合面抵抗冲击的能力，在工作中两种冶金的结合处不易断裂脱落，延长了锤头的使用寿命。
实施例2
一种破碎机双金属复合型锤头的制作方法，包括以下操作步骤：
步骤1：熔炼含C量为2.1％，含Cr量为10.0％，含Si量为0.5％，含Mo量为1.2％，含Cu量为0.7％，含S量小于0.005％，含P量小于0.005％的高铬铸铁合金液，并将高铬铸铁合金液采用普通砂型铸造方法浇铸成耐磨块3毛坯；以上含量均为质量百分比；
步骤2：将耐磨块3毛坯通过线切割加工成耐磨块3；如图2和图3所示，加工后的耐磨块3包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中一个侧面为斜面5，斜面5上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽4，凹槽4的凹槽底面6与斜面5平行，如图4所示，凹槽4的宽度自上而下逐渐变大；
步骤3：依照要制作的锤头造型，制作锤头蜡模，所述的锤头蜡模包括相连接的锤柄1蜡模和端头2蜡模；
步骤4：对锤头蜡模通过普通精密铸造制壳工艺制备出锤头蜡模壳体，然后将锤头蜡模壳体加热到1000℃，做好浇注准备；
步骤5：熔炼含C量为0.45％的钢液；
步骤6：先将两个耐磨块3内置在端头2蜡模壳体内，两个耐磨块3呈相对设置在端头2蜡模中轴线两侧，斜面5朝向端头2蜡模中轴线的一侧；再将钢液浇灌到整个锤头蜡模壳体内，控制浇注温度为1700℃，浇注成型；浇注过程中过热的钢液从两个耐磨块3表面流过，不断加热耐磨块3表面，使耐磨块3表面局部熔化，从而实现高铬铸铁合金和冶金钢的两种合金的冶金结合；
步骤7：待钢液凝固冷却，脱壳，即制得双金属复合型锤头。
通过上述制作方法制作出的复合型锤头，如图1所示，该锤头包括相连接的锤柄1和端头2，端头2内部设置有一对耐磨块3，耐磨块3呈相对设置在端头2中轴线的两侧，耐磨块3设置的位置为端头2最易磨损和断裂的部位；耐磨块3的外表面与端头2紧密结合，使得端头2具有较强的耐冲击性和耐磨性。如图2和图3所示，耐磨块3的形状近似于直角梯形，包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中朝向端头2中轴线的侧面为斜面5，斜面5上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽4，凹槽4的凹槽底面6与斜面5平行；如图4所示，凹槽4的宽度自上而下逐渐变大。耐磨块燕尾形凹槽4的设置从结构上改善了耐磨块3与端头2之间结合的受力状况，提高了合金铸钢和高铬铸铁两种冶金结合面抵抗冲击的能力，在工作中两种冶金的结合面不易断裂脱落，延长了锤头的使用寿命。
实施例3
一种破碎机双金属复合型锤头的制作方法，包括以下操作步骤：
步骤1：熔炼含C量为2.2％，含Cr量为11.0％，含Si量为0.1％，含Mo量为1.0％，含Cu量为0.8％，含S量小于0.005％，含P量小于0.005％的高铬铸铁合金液，并将高铬铸铁合金液采用普通砂型铸造方法浇铸成耐磨块3毛坯；以上含量均为质量百分比；
步骤2：将耐磨块3毛坯通过线切割加工成耐磨块3；如图6和图7所示，加工后的耐磨块3包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中一个侧面为斜面5；
步骤3：依照要制作的锤头造型，制作锤头蜡模，所述的锤头蜡模包括相连接的锤柄1蜡模和端头2蜡模；
步骤4：对锤头蜡模通过普通精密铸造制壳工艺制备出锤头蜡模壳体，然后将锤头蜡模壳体加热到1000℃，做好浇注准备；
步骤5：熔炼含C量为0.5％的钢液；
步骤6：先将两个耐磨块3内置在端头2蜡模壳体内，两个耐磨块3呈相对设置在端头2蜡模中轴线两侧，斜面5朝向端头2蜡模中轴线的一侧；再将钢液浇灌到整个锤头蜡模壳体内，控制浇注温度为1720℃，浇注成型；浇注过程中过热的钢液从两个耐磨块3表面流过，不断加热耐磨块3表面，使耐磨块3表面局部熔化，从而实现高铬铸铁合金和冶金钢的两种合金的冶金结合；
步骤7：待钢液凝固冷却，脱壳，即可制得双金属复合型锤头。
通过上述制作方法制作出的复合型锤头，如图5所示，该锤头包括相连接的锤柄1和端头2，端头2内部设置有一对耐磨块3，耐磨块3呈相对设置在端头2中轴线的两侧，耐磨块3设置的位置为端头2最易磨损和断裂的部位；耐磨块3的外表面与端头2紧密结合，使得端头2具有较强的耐冲击性和耐磨性。如图6和图7所示，耐磨块3的形状近似于直角梯形，包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中朝向端头2中轴线的侧面为斜面5。
实施例4
一种破碎机双金属复合型锤头的制作方法，包括以下操作步骤：
步骤1：熔炼含C量为2.18％，含Cr量为13.0％，含Si量为0.3％，含Mo量为1.4％，含Cu量为0.5％，含S量小于0.005％，含P量小于0.005％的高铬铸铁合金液，并将高铬铸铁合金液采用普通砂型铸造方法浇铸成耐磨块3毛坯；以上含量均为质量百分比；
步骤2：将耐磨块3毛坯通过线切割加工成耐磨块3；如图9和图10所示，加工后的耐磨块3包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中一个侧面为垂直平面7，该垂直平面7上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽4，凹槽4的凹槽底面6与该垂直平面7平行，如图11所示，凹槽4的宽度自上而下逐渐变大；
步骤3：依照要制作的锤头造型，制作锤头蜡模，所述的锤头蜡模包括相连接的锤柄1蜡模和端头2蜡模；
步骤4：对锤头蜡模通过普通精密铸造制壳工艺制备出锤头蜡模壳体，然后将锤头蜡模壳体加热到1000℃，做好浇注准备；
步骤5：熔炼含C量为0.6％的钢液；
步骤6：先将两个耐磨块3内置在端头蜡模壳体内，两个耐磨块3呈相对设置在端头2蜡模中轴线两侧，垂直面7朝向端头2蜡模中轴线的一侧；再将钢液浇灌到整个锤头蜡模壳体内，控制浇注温度为1750℃，浇注成型；浇注过程中过热的钢液从两个耐磨块表面流过，不断加热耐磨块表面，使耐磨块表面局部熔化，从而实现高铬铸铁合金和冶金钢的两种合金冶金结合；
步骤7：待钢液凝固冷却，脱壳，即可制得双金属复合型锤头。
通过上述制作方法制作出的复合型锤头，如图8所示，该锤头包括相连接的锤柄1和端头2，端头2内部设置有一对耐磨块3，耐磨块3呈相对设置在端头2中轴线的两侧，耐磨块3设置的位置为端头2最易磨损和断裂的部位；耐磨块3的外表面与端头2紧密结合，使得端头2具有较强的耐冲击性和耐磨性。如图9和图10所示，耐磨块3包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中朝向端头2中轴线的侧面为垂直平面7，该垂直平面7上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽4，凹槽4的凹槽底面6与该垂直平面7平行；如图11所示，凹槽4的宽度自上而下逐渐变大。耐磨块凹槽4的设置从结构上改善了耐磨块3与端头2之间结合的受力状况，提高了合金铸钢和高铬铸铁两种冶金结合面抵抗冲击的能力，在工作中两种冶金的结合面不易断裂脱落，延长了锤头的使用寿命。
从受力形式来看，锤柄1由于不断的承受交变的弯曲应力，因而需要较强的韧性，所以锤柄1采用韧性较强的合金钢；而端头2主要承受摩擦力和冲击力，所以在端头2最易磨损和断裂的部位，在端头2内置一对耐磨块3来作为锤头的打击面，耐磨块3采用抗冲击性和耐磨性较强的铬系耐磨铸铁。铬系耐磨铸铁在韧性较强的基体中镶嵌硬质的M7C3型碳化物，具有较强的耐冲击性和优良的耐磨性，经有关试验检测，其耐磨性大约为高锰钢的3倍以上；本发明就是通过调整高铬铸铁中各种元素的成分及含量来提高耐磨块3的硬度，硬度为HRC55-62，大大提高了锤头的耐磨性。因此，采用合金钢做锤柄1和端头2，采用铬系耐磨铸铁做耐磨块3，将耐磨块3内置在端头2最易磨损和断裂部位，并使合金铸钢(锤柄1和锤头2)和铬系耐磨铸铁(耐磨块3)以冶金方式相结合，而非焊接或机械方式进行连接，也解决了高铬铸铁难以焊接的问题；结合处由于混熔两种冶金，结合处不易断裂脱落，大幅度提高破碎机锤头的使用寿命，从而提高设备使用寿命，降低锤头更换频率，提高破碎机生产效率
利用本发明方法制作的破碎机锤头可满足Ф1000×1200型等以下反击式破碎机使用性能要求，在使用中不脱落、不破碎，使用寿命达到普通高锰钢锤头的2.5倍。

Claims (5)

1.破碎机双金属复合型锤头的制作方法，其特征在于，破碎机双金属复合型锤头的结构为：包括相连接的锤柄(1)和端头(2)，所述端头(2)内部设置有一对耐磨块(3)，耐磨块(3)呈相对设置在端头(2)中轴线的两侧；耐磨块(3)的外表面与端头(2)紧密结合，
制作方法具体包括以下步骤：
步骤1：熔炼含C量为2.0-2.2％，含Cr量为10.0-13.0％，含Si量为0.1-0.5％，含Mo量为1.0-1.5％，含Cu量为0.5-1.0％，含S量小于0.005％，含P量小于0.005％的高铬铸铁合金液，并将高铬铸铁合金液浇铸成耐磨块(3)毛坯；以上含量均为质量百分比；
步骤2：将耐磨块(3)毛坯通过线切割加工成耐磨块(3)；
步骤3：依照要制作的锤头造型，制作锤头蜡模，所述的锤头蜡模包括相连接的锤柄(1)蜡模和端头(2)蜡模；
步骤4：对锤头蜡模通过普通精密铸造制壳工艺制备出锤头蜡模壳体，然后将锤头蜡模壳体加热到1000℃，做好浇注准备；
步骤5：熔炼含C量为0.4-0.6％的钢液；
步骤6：先将两个耐磨块(3)内置在端头(2)蜡模壳体内，两个耐磨块(3)呈相对设置在端头(2)蜡模中轴线两侧；再将钢液浇灌到整个锤头蜡模壳体内，控制浇注温度为1700±50℃，浇注成型；
步骤7：待钢液凝固冷却，脱壳，即制得双金属复合型锤头。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述切割后的耐磨块(3)包括前表面、与前表面对应的后表面和四个侧面，其中朝向端头(2)蜡模中轴线的侧面上切割有一自上而下贯通的燕尾形凹槽(4)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述凹槽(4)的凹槽底面(6)与耐磨块(3)朝向端头(2)蜡模中轴线的侧面平行。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述凹槽(4)的宽度自上而下逐渐变大。
5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于：耐磨块(3)朝向端头(2)中轴线的侧面为斜面(5)或垂直平面(7)。
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