CN1020865C

CN1020865C - 复合式钢结硬质合金锤头及其制造工艺

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Publication number: CN1020865C
Application number: CN 90104778
Authority: CN
Inventors: 关源洪; 范应光
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-17
Filing date: 1990-07-17
Publication date: 1993-05-26
Anticipated expiration: 2005-07-17
Also published as: CN1049802A

Abstract

一种使用在锤式破碎机上的锤头，主要由母材和镶铸的钢结硬质合金组成，其母材是在熔炼普通高锰钢时加入耐磨的金属元素及微量稀土元素，钢结硬质合金是以碳化钛为硬质相，钢为粘结相的组合材料。这种锤头具有硬度高，耐磨，耐腐蚀，抗氧化等性能，镶铸结合度好，锤头平均寿命是普通高锰钢锤头的4倍以上，适用于玻璃厂、水泥厂、糖厂、矿山的各种锤式破碎机。

Description

本发明属于锤式破碎机锤头，特别是镶铸有钢结硬质合金的锤头及其制造工艺。

锤头是锤式破碎机上最主要的工作件和易损件，目前锤头的材料一般采用普遍高锰钢ZGM_n13做成，高锰钢虽然成本不高，但硬度较低，布氏硬度HB＝191，易磨损，这就严重影响了锤头的使用效果和寿命。发电厂、糖厂、水泥厂采用锤式破碎机来粉碎块煤和熟料，锤头的寿命一般为几个星期，玻璃制造厂用于破碎硬度为7级的长石，锤头寿命仅为32个小时。由于锤头的磨损而引起的经常停机换锤、装锤，加大了工人的劳动强度，影响了锤式破碎机的正常运转和工作能力的正常发挥，为了使锤头的寿命增加，在浇铸高锰钢时有人加入了一些耐磨金属元素铬、镍、钴和微量的稀土元素等，但效果还不是十分显著，磨损率降低不多，而成本急剧上升，所以长期以来锤头还是沿用普通高锰钢为主。玻璃厂、水泥厂等使用的锤式破碎机的生产效率都不高。近年来也有人研制过镶铸钢结硬质合金用于刀具、冲击工件上，如株州硬质合金厂采用M_nB及3OS_iTi钢镶铸GT35的钢结合金，耐磨性能得到了改善，但由于匹配性能不够好，易发生钢结合金脱落现象，因而目前应用还不广泛。

本发明的目的是提供一种硬度高、耐磨、耐腐蚀、抗氧化等物理化学性能好，而且钢结合金不易脱落，价格不高的锤式破碎机锤头、并提出这种锤头的制造工艺。

本发明是这样实现的，在浇铸高锰钢锤头母材时加入一些耐磨的金属元素铬、镁和稀土等，以改善金属的结构，使整个机械性能得到提高，在锤头的工作部位镶上以钢为粘结物，以难熔金属碳化物（碳化钛、碳化钨）、主要是碳化钛作硬质相的钢结硬质合金。我国钛原料丰富、价格不高，烧结成的碳化钛具有硬度高、抗氧化、耐腐蚀、耐磨，热稳定性好等优异的物理化学性能，在锤头中镶铸了碳化钛型的钢结硬质合金，一方面可减少锤头的粘附磨损，另一方面具有较高的刚性、弹性模量、抗弯强度和抗压强度。

在合金钢中镶铸钢结硬质合金，要求母材具有一定的韧性和强度，与钢结硬质合金热处理工艺的良好匹配性以及紧密的结合度，才能保证浇铸的整体结构牢固和显示出钢结硬质合金的特性，此外，镶铸的工艺和操作条件也会极大地影响母材和钢结硬质合金的结合度。

下面结合附图对本发明进行详细描述：

图1是复合式钢结硬质合金锤头的结构图;

图2是复合式钢结硬质合金锤头的制造工艺图。

在结构图中，1是锤体，锤体是添加了铬、镁、稀土等元素的高锰钢，2是钢结硬质合金块，含有碳化钛、镍、钼等元素。

以下是锤体的化学组成（重量%）：

1、水泥厂、糖厂或一些行业使用破碎机锤头锤体组成：

C1.05-1.35，M_n11.50-14.00，Cr1.50-2.50，M_g0.01-0.04，R_e0.002-0.02，S_i≤1.00，p≤0.070，其余为铁。

2、玻璃厂用破碎机锤头锤体组成：

C1.05-1.35，M_n11.50-14.0，M_g0.01-0.04，R_e0.002-0.02，Si≤1.00，p≤0.070，其余为铁。

玻璃厂不能使用含铬的锤头，否则会影响玻璃成品的光学性能。

添加稀土元素能提高浇铸过程的流动性和抗热裂性，起到微合金化作用，并能除气除杂质，改善组织细化晶粒，有较好的抗磨损性。

以下是钢结硬质合金的化学组成（重量%）：

TiC30-60，M_n9-12，Ni0.6-2.0，C0.8-1.4 MO0.6-2.0，F_e余量。

以下对附图2的复合式钢结硬质合金锤头的制造工艺进行描述：

先按一般的方法做好碳化钛型的钢结硬质合金，化学成份按上述给出的组成，做好的合金块要进行表面检查处理，应无裂痕、无明显缺陷，然后在合金块的端部焊上一根铁钉，插在锤体模型中设计镶嵌钢结合金的部位中，把模型箱配好;按附图的工艺熔炼母材（锤体），经检验化学成份合格后，倒入型箱中，保温4-6小时开箱，得出的锤头经表面清理，采用水淬的方法进行热处理，最后是精整，检验，合格产品即可出厂。

本发明的实施例：

第一步，做出烧结型的钢结硬质合金块，其成份符合下列要求：

TiC-50，C-1.0，M_n-0.90，Ni-1.3，MO-1.3，其余是铁。

将烧结好的合金块经表面处理后成40×25×15mm的两块钢结硬质合金。

第二步，将做好的钢结硬质合金块往型腔镶嵌，合箱;按常规的方法熔炼锤体的合金钢液，其他化学组成是：

C-1.00，M_n-13.0，Cr-2.0，Si-0.8，p-0.04，Mg-0.02，R_e-0.01，F_e余量。

将母材（锤体）合金钢液浇入铸型内，保温4小时开箱;

第三步，将铸型清砂，表面修整，然后进行热处理，最后打磨毛坯，检验，即得到镶有钢结合金的锤头成品。

按本发明以上实施例做出的锤头的物理机械性能为：

硬质合金部分：密度6.1±0.1（g/Cm³），硬度（HRC）60-62，抗弯190（Kg/mm²），冲击性0.81（Kg·m/Cm²），

母材部分：抗拉强度650-1000mp_α，伸展率27-63%，硬度（HB）170-220。

本发明与普通高锰钢锰头使用在不同场合的主要技术指标比较：

1、平板玻璃厂破碎机破碎长石，长石规格20×30，硬度7级。

项目工作部位硬度相对耐磨系数单套锤头锤头磨损量使用寿命比

名称（HB）破碎长石量破碎长石寿命

（吨）（克/T）（小时）

复合式合金锤 697 4.6 240-260 4.5 138 4

普通高锰钢锤 191 1 60-65 25 32 1

2、破碎块煤比较：

工作部位相对耐磨单套锤头锤头磨损量使用寿命比

硬度系数破碎煤量破碎煤寿命

（HB）（吨）（克/T）（小时）

复合式合金锤 679 4.6 800 1.406 820 4

普通高锰钢锤 191 1 200 7.030 200 1

3、破碎水泥熟料比较

工作部位相对耐磨单套锤头锤头磨损量使用寿命比

硬度系数破碎水泥破碎水泥寿命

（HB）熟料（吨）熟料（克/T）（小时）

复合式合金锤 679 4.6 180万 8000 4

普通高锰钢锤 191 1 60万 2000 1

本发明比起高锰钢锤头具有以下优点：

1、硬度高，耐磨系数大，使用寿命提高4倍以上。

2、成本虽然比普通高锰钢稍高，但因为使用寿命长，从成本价格上是合算的。此外，破碎机能连续工作不需换锤，使生产能力大为提高，这是普通高锰钢锤头无法相比的。

3、由于锤头磨损少，对玻璃原料破碎有很大好处，会降低玻璃的杂质，使光学性能得到提高。

本发明比其它钢与钢结硬质合金镶铸结合度要好，锤头使用几百小时未发现钢结硬质合金有脱落现象。

Claims

1、一种锤式破碎机锤头，包括母材和钢结硬质合金，其特征在于母材是在熔炼高锰钢时加入耐磨的金属元素铬、镁和稀土元素，钢结硬质合金是以钢为粘结相、碳化钛为硬质相，并含有锰、镍、钼等金属元素。

2、根据权利要求1所述的锤式破碎机锤头，其特征在于母材的化学组成是（重量%）：C1.05-1.35，Mn11.5-14.00，Cr0-2.5，Mg0.01-0.04，R_e0.002-0.02，Si≤1.00，p≤0.07，F_e余量。

3、根据权利要求1所述的锤式破碎机锤头，其特征在于钢结硬质合金的化学组成是（重量%）：

TiC30-60，Mn9-12，Ni0.6-2.0，C0.8-1.4，Mo0.6-2.0，F_e余量。