CN103752788A

CN103752788A - 一种金属型离心铸造双金属锤头工艺

Info

Publication number: CN103752788A
Application number: CN201310706381.0A
Authority: CN
Inventors: 石磊; 钟敏
Original assignee: NINGGUO DONGDU CASTING CO Ltd
Current assignee: NINGGUO DONGDU CASTING CO Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: CN103752788B

Abstract

本发明公开了一种金属型离心铸造双金属锤头工艺，包括有锤柄和磨损区锤头两部分，所述锤柄和锤头采用两种成分不同的金属材料，用底注式金属型锤头模具造型，然后安装在立式离心机上，用两台中频炉同时冶炼两种成分金属材料，并依次浇注，在离心力的作用下完成两种成分不同金属材料的复合铸造。本发明通过钢水在金属型激冷的作用下，晶粒细化，钢水在离心力的作用下补缩能力强，有效消除气孔、缩松，夹杂等缺陷。使铸件组织性能达到锻钢水平，能有效克服由于铸件内部疏松、气孔、夹杂引起的热处理开裂的技术难题。

Description

一种金属型离心铸造双金属锤头工艺

技术领域

本发明涉及矿山、水泥行业大型破碎机锤头领域，尤其涉及一种金属型离心铸造双金属锤头工艺。

背景技术

冶金水泥矿山行业大型破碎机使用以双金属复合锤头，一般采用高铬铸铁和中碳钢复合。其优点是（如图1）：锤头抗磨区（1）采用硬度高的高铬铸铁，锤柄（2）采用韧性好的中碳钢。这种方式复合使两种材料的优点均得到充分发挥，锤头的使用寿命较单材质锤头如高锰钢锤头大幅提高。单高铬铸铁是脆性材料，在冲击力过大时会发生断裂。为解决这个问题，采用高合金钢代替高铬铸铁，结果发现，欲使高合金钢的耐磨性与高铬铸铁相当，必须冷速快的淬火方式，如水、油淬火（高铬铸铁采用空冷）。而铸造高合金钢内部组织疏松，气孔、夹杂等缺陷较多，热处理开裂现象普遍。

液态金属在离心力的作用下补缩能力强大，能有效消除内部缩松、夹杂、气孔等缺陷，使铸件组织致密。用金属型铸造，液态金属在金属型的激冷作用下，凝固迅速加快，晶粒细化，用金属型离心铸造的方法可以生产出来综合性能达到锻造工艺水平的铸件是业界共识。

发明内容

本发明的目的是为了弥补已有技术的不足，提供了一种金属型离心铸造双金属锤头工艺。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种金属型离心铸造双金属锤头工艺，包括有锤柄和磨损区锤头两部分，所述锤柄和锤头采用两种成分不同的金属材料，用底注式金属型锤头模具造型，然后安装在立式离心机上，用两台中频炉同时冶炼两种成分金属材料，并依次浇注，在离心力的作用下完成两种成分不同金属材料的复合铸造；

具体包括以下步骤：

（1）首先按照锤头的尺寸设计底注式金属型锤头模具

所述底注式金属型锤头模具由两金属材质的模体对合组成的模具本体，模具本体中部形成有锤头型腔，模具本体下端设有配合离心铸造工艺的底注式浇道，模具本体上端设有多个排气孔，多个排气孔连通在型腔上端，且其中模具本体的参数为收缩率为2～3%，模铁比为3～5，排气孔数为4～6个；底注式金属型锤头模具制造好后，将其对称安装在立式离心机专用砂箱内，并压紧；

（2）在两台中频炉内同时冶炼两种成分的金属材料

所述两种金属材料的成分范围分别为：磨损区锤头部分的合金组分重量比为C:0.4~1.1% Mn:0.6~1.8% Si:0.5~0.8% Cr:1~2% Ni:0.5~2% Mo:0.5~1.0% V:0.3~0.5% Ti：0.1~0.3 S≤0.04 P≤0.04%，其余为Fe；锤柄部分的合金组分重量比为C:0.2~0.4% Mn:0.6~1.0% Si:0.5~0.8% S≤0.04 P≤0.04%，其余为Fe，冶炼过程中冶金温度为1600～1650℃，逐步加入合金炉料调整成分至合格范围，炉内插铝脱氧，准备浇注。

（3）浇注

将冶炼好的两种金属材料成分，按先浇锤头部分，再浇锤柄部分的顺序，依次浇注到砂箱内的底注式金属型锤头模具中，两种钢水浇注间隔时间为10~30秒，依次浇注到砂箱内的底注式金属型锤头模具中，每次浇注后都钢水在离心力的作用下通过底注式浇道平稳进入型腔，钢水在金属型的激冷作用下迅速凝固成型，根据模铁比，将浇注速度控制在5~15Kg/秒之间，实现钢水逐层凝固，使两种金属在结合处既不冲混，又无冷隔即可，最后取出锤头。

其原理是：按照锤头尺寸设计底注式金属型。金属型设计参数为收缩率2~3%，模铁比3~5，排气孔4~6。将底注式金属型对称安装在立式离心机专用砂箱内，并压紧。在两台中频炉同时冶炼两种成分钢水。成分范围为：抗磨区部分C:0.4~1.1% Mn:0.6~1.8% Si:0.5~0.8% Cr:1~2% Ni:0.5~2% Mo:0.5~1.0% V:0.3~0.5% Ti：0.1~0.3 S≤0.04 P≤0.04%；锤柄部分C:0.2~0.4% Mn:0.6~1.0% Si:0.5~0.8% S≤0.04 P≤0.04% ，冶炼成分合格后，调整功率，使温度控制在工艺要求范围内，开始浇注。钢水在离心力的作用下通过底注式浇道平稳进入型腔，钢水在金属型的激冷作用下迅速凝固成型。合理控制浇注速度，可以实现钢水逐层凝固，使两种金属在结合处既不冲混，又无冷隔。

本发明的优点是：

本发明通过钢水在金属型激冷的作用下，晶粒细化，钢水在离心力的作用下补缩能力强，有效消除气孔、缩松，夹杂等缺陷。使铸件组织性能达到锻钢水平，能有效克服由于铸件内部疏松、气孔、夹杂引起的热处理开裂的技术难题。

附图说明

图1 为本发明中底注式金属型锤头模具的结构示意图。

具体实施方式

参见附图，一种金属型离心铸造双金属锤头工艺，包括有锤柄和磨损区锤头两部分，所述锤柄和锤头采用两种成分不同的金属材料，用底注式金属型锤头模具造型，然后安装在立式离心机上，用两台中频炉同时冶炼两种成分金属材料，并依次浇注，在离心力的作用下完成两种成分不同金属材料的复合铸造；

具体包括以下步骤：

（1）首先按照锤头的尺寸设计底注式金属型锤头模具

所述底注式金属型锤头模具由两金属材质的模体对合组成的模具本体1，模具本体1中部形成有锤头型腔2，模具本体1下端设有配合离心铸造工艺的底注式浇道3，模具本体1上端设有多个排气孔4，多个排气孔4连通在型腔上端，且其中模具本体的参数为收缩率为2～3%，模铁比为3～5，排气孔数为4～6个；底注式金属型锤头模具制造好后，将其对称安装在立式离心机专用砂箱内，并压紧；

（2）在两台中频炉内同时冶炼两种成分的金属材料

所述两种金属材料的成分范围分别为：磨损区锤头部分的合金组分重量比为C:0.4~1.1% Mn:0.6~1.8% Si:0.5~0.8% Cr:1~2% Ni:0.5~2% Mo:0.5~1.0% V:0.3~0.5% Ti：0.1~0.3 S≤0.04 P≤0.04%，其余为Fe；锤柄部分的合金组分重量比为C:0.2~0.4% Mn:0.6~1.0% Si:0.5~0.8% S≤0.04 P≤0.04%，其余为Fe，冶炼过程中冶金温度为1600～1650℃，逐步加入合金炉料调整成分至合格范围，炉内插铝脱氧，准备浇注

（3）浇注

Claims

1.一种金属型离心铸造双金属锤头工艺，包括有锤柄和磨损区锤头两部分，所述锤柄和锤头采用两种成分不同的金属材料，用底注式金属型锤头模具造型，然后安装在立式离心机上，用两台中频炉同时冶炼两种成分金属材料，并依次浇注，在离心力的作用下完成两种成分不同金属材料的复合铸造；

具体包括以下步骤：

（1）首先按照锤头的尺寸设计底注式金属型锤头模具

（2）在两台中频炉内同时冶炼两种成分的金属材料

所述两种金属材料的成分范围分别为：磨损区锤头部分的合金组分重量比为C:0.4~1.1% Mn:0.6~1.8% Si:0.5~0.8% Cr:1~2% Ni:0.5~2% Mo:0.5~1.0% V:0.3~0.5% Ti：0.1~0.3 S≤0.04 P≤0.04%，其余为Fe；锤柄部分的合金组分重量比为C:0.2~0.4% Mn:0.6~1.0% Si:0.5~0.8% S≤0.04 P≤0.04%，其余为Fe，在冶炼过程中冶金温度为1600～1650℃，逐步加入合金炉料调整成分至合格范围，炉内插铝脱氧，准备浇注；

（3）浇注

将冶炼好的两种金属材料成分，按先浇锤头部分，再浇锤柄部分的顺序，依次浇注到砂箱内的底注式金属型锤头模具中，两种钢水浇注间隔时间为10~30秒，每次浇注后都钢水在离心力的作用下通过底注式浇道平稳进入型腔，钢水在金属型的激冷作用下迅速凝固成型，根据模铁比，将浇注速度控制在5~15Kg/秒之间，实现钢水逐层凝固，使两种金属在结合处既不冲混，又无冷隔即可，最后取出锤头。