CN103801429A - 一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头及其制备方法 - Google Patents
一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103801429A CN103801429A CN201410056143.4A CN201410056143A CN103801429A CN 103801429 A CN103801429 A CN 103801429A CN 201410056143 A CN201410056143 A CN 201410056143A CN 103801429 A CN103801429 A CN 103801429A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tup
- barrier
- carbide
- cast iron
- molten metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 241000251131 Sphyrna Species 0.000 title abstract 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 79
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 79
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 79
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 61
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 56
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 1-(chloromethyl)-4-[4-(chloromethyl)phenyl]benzene Chemical compound C1=CC(CCl)=CC=C1C1=CC=C(CCl)C=C1 INZDTEICWPZYJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N methylidyneniobium Chemical compound [Nb]#C UNASZPQZIFZUSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 28
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 22
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 18
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 18
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 16
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 14
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 14
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 claims description 14
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 11
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 9
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 9
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 9
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 8
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 7
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 abstract 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 abstract 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明公开了一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，包括端部、柄部和隔挡；隔挡由端部和柄部的结合处深入到端部内，端部和柄部通过隔挡冶金结合在一起；端部采用高铬铸铁，柄部采用低合金钢。本发明锤头具有优异的耐磨性和冲击韧性；锤头端部硬度高，柄部采用低合金钢材质，具有很好的强韧性，可有效防止锤头断裂；锤头端部与柄部之间加设的隔档，既可有效防止两种金属液的混合又可实现隔档与两边金属液的冶金结合，减少高铬铸铁占整个锤头的质量百分比降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及破碎工具技术领域。
背景技术
锤头是矿山、建材等行业用于破碎物料的部件。目前供应市场的锤头中，锻造低合金钢锤头硬度低，耐磨性差；铸造高锰钢、超高锰钢以及改性高锰钢锤头只有在强烈撞击的场合才耐磨，有局限性；利用具有高硬度的高铬铸铁制作锤头的端部，用韧性金属制作锤头的柄部制造的双金属复合锤头，是目前较为理想的一种，但其制作工艺还较为复杂难以保证质量。采用嵌铸方式的，须将已经制作好的高韧性的碳钢或合金钢柄部预热到500℃左右再浇注高铬铸铁，但不论是在铸型外采用热处理炉预热还是在铸型内采用电感应预热，都存在难于控制和生产效率低的问题。采用双金属铸造技术生产的，不仅须限定铸件在铸型中的位置给造型带来很大麻烦，而且前后金属液的浇注时机也不好掌握。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头及其制备方法，本发明锤头具有优异的耐磨性和冲击韧性；锤头端部硬度高，柄部采用低合金钢材质，具有很好的强韧性，可有效防止锤头断裂；锤头端部与柄部之间加设的隔档，可实现隔档与两边金属液的冶金结合，减少高铬铸铁占整个锤头的质量百分比，降低成本，且大大提高了使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，包括端部、柄部和隔挡；隔挡（3）由端部和柄部的结合处深入到端部内，端部和柄部通过隔挡冶金结合在一起；
端部采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳2.4～3.4%，硅0.3～1.0%，锰0.5～1.2%，硫、磷≤0.035%，铬18～28%，钛0.5～1.5%，钒0.5～1.5%，铌0.5～1.5%，碳化钛0.1 ～0.5%，碳化钒0.1～0.5%，碳化铌0.1～0.5%，余量为铁；
柄部采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳0.32～0.38%，硅0.3～1.0%，锰0.5～0.8%，硫、磷≤0.035%，铬0.8～1.2%，钼0.3～0.5%，余量为铁。
隔挡包括一端开口的立方体盒和挡板，挡板与立方体盒的开口端连接；立方体盒开口端位于端部和柄部结合处。
挡板到端部的边缘后继续向外延伸10mm，以便在铸型型腔中固定隔挡。
隔挡的材质为国标10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的5～10%。
锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头的制备方法，包括以下步骤：（1）制作隔挡，隔挡在使用前用质量浓度为10%的盐酸进行酸洗处理后放入铸型中等待浇注；
（2）将碳化钛、碳化钒和碳化铌制备成小于1微米的粉体颗粒；
（3）熔化高铬铸铁中除碳化钛、碳化钒和碳化铌以外的组分；熔化低合金钢；上述两种物质在同一车间的两个感应电炉中分别熔化和脱氧处理；
按配比将步骤（2）的碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒放在金属液浇包的底部，采用冲入法加入到高铬铸铁剩余组分的金属液中；
在金属液浇包中加入占金属液质量0.3～0.5%的稀土硅铁合金，分别对高铬铸铁和低合金钢金属液进行变质处理；稀土硅铁合金的质量组成为：29% RE，38% Si，余量为Fe，粒度为3～8mm；
将高铬铸铁金属液和低合金钢金属液通过各自的浇注系统同时浇入铸型中，待冷却凝固后清理得到锤头铸件；
（4）热处理
淬火：锤头铸件整体在电阻炉中加热，加热速度为100℃/h，加热到1050～1100℃，保温时间依锤头端部厚度按1h/20mm进行控制，之后空冷；
回火：温度为180～250℃；保温时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时；
（5）深冷处理：温度-195～-175℃；处理时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明锤头端部的高铬铸铁材质加入碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒，碳化钒、碳化钒和碳化铌粉体颗粒在浇包中以冲入法形式加入，可以弥散分布在铁液中，具有非常好的孕育作用，瞬间在铁液中形成大量结晶核心，不仅增加坚硬的碳化钒、碳化钒和碳化铌等碳化物的数量，而且使其呈细小颗粒弥散分布在复合锤头端部，在明显提高复合锤头的耐磨性的同时不降低冲击韧性。
2、经淬火（空淬）+低温回火+深冷处理后，复合锤头端部硬度高达HRC72，具有非常优异的耐磨性；柄部采用低合金钢材质，具有很好的强韧性，可有效防止锤头断裂。
3、本发明在锤头端部与柄部之间加设的隔档，采用国标10号钢制作隔档，其质量设计为整个锤头总质量的5～10%，使用前采用稀盐酸（浓度10%）进行酸洗处理，既可有效防止两种金属液的混合又可实现隔档与两边金属液的冶金结合。其次隔档的特殊形状设计既可保证锤头有足够的强韧性防止锤头断裂，又能减少高铬铸铁占整个锤头的质量百分比降低成本，且大大提高了使用寿命。
挡板到端部的边缘后继续向外延伸10mm，以保证隔档在铸型中进行良好固定。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明锤头的结构示意图；
图2是隔挡的结构示意图；
1为端部，2为柄部，3为隔挡，4为立方体盒，5为挡板；图1中虚线部分为隔挡。
具体实施方式
实施例1
锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，包括端部1、柄部2和隔挡3；隔挡3包括一端开口的立方体盒4、挡板与立方体盒4的开口端连接；挡板到端部1的边缘后继续向外延伸10mm；立方体盒4开口端位于端部1和柄部2结合处；
端部采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳 2.6 %，硅 0.8 %，锰 0.8 %，硫、磷≤0.035%，铬 25 %，钛 0.8 %，钒 0.8 %，铌 0.8 %，碳化钛 0.3 %，碳化钒 0.3 %，碳化铌 0.3 %，余量为铁；
柄部采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳 0.38 %，硅 0.4 %，锰 0.8 %，硫、磷≤0.035%，铬 0.8 %，钼 0.3 %，余量为铁；
隔挡的材质为10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的 7%。
制备方法包括以下步骤：（1）制作隔挡，隔挡的形状见附图2，按照隔挡质量占锤头总质量的7%选择合适厚度的国标10号钢板，然后依次进行剪切下料、冲裁和焊接制成隔档。隔挡在使用前用质量浓度为10%的盐酸进行酸洗处理后放入铸型中等待浇注。
（2）用球磨机将碳化钛、碳化钒和碳化铌制备成小于1微米的粉体颗粒；
（3）造型：用树脂砂造下砂型和上砂型；将隔档经10%稀盐酸处理并烘干后放入铸型中，上下箱合箱准备浇注。
熔化高铬铸铁中除碳化钛、碳化钒和碳化铌以外的组分；熔化低合金钢；上述两种物质在同一车间的两个感应电炉中分别熔化，经常规铝脱氧；
按配比将步骤（2）的碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒放在金属液浇包的底部，采用冲入法加入到高铬铸铁剩余组分的金属液中；
在金属液浇包中加入占金属液质量0.3～0.5%的稀土硅铁合金，分别对高铬铸铁和低合金钢金属液进行变质处理；稀土硅铁合金的质量组成为：29% RE，38% Si，余量为Fe，粒度为3～8mm；
两种金属液通过各自的浇注系统同时浇入铸型中。高铬铸铁的浇注温度为1500℃，低合金钢的浇注温度为1550℃。待冷却凝固后经清理得到锤头铸件。
（4）热处理
淬火：锤头铸件整体在电阻炉中加热，加热速度为100℃/h，加热温度为1050～1100℃，保温时间依锤头端部厚度按1h/20mm进行控制，之后空冷；
回火：温度为180～250℃；保温时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时；
（5）深冷处理：在液氮中进行深冷处理，液氮温度为-195～-175℃；处理时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时。
利用上述工艺生产了一批8kg重的锤头，在立轴破碎机上装机使用，破碎原料为直径100mm左右的石英料。与其它锤头比较的使用结果列于下表。由表中数据看出，本发明的超硬耐磨复合锤头比高锰钢锤头的使用寿命提高约5倍，比整铸高铬铸铁锤头寿命提高近30%。
| 类 别 ZGMn13 高铬铸铁 本发明锤头 |
| 使用寿命/h 25 90 120 |
实施例2
锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，结构同实施例1；
端部采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳3%，硅0.6%，锰0.9%，硫、磷≤0.035%，铬23%，钛1%，钒1%，铌1%，碳化钛0.3%，碳化钒0.3%，碳化铌0.3%，余量为铁；
柄部采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳0.35%，硅0.7%，锰0.6%，硫、磷≤0.035%，铬1%，钼0.4%，余量为铁；
隔挡的材质为10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的8%。
制备方法包括以下步骤：（1）制作隔挡，隔挡的形状见附图2，按照隔挡质量占锤头总质量的8%选择合适厚度的国标10号钢板，然后依次进行剪切下料、冲裁和焊接制成隔档。隔挡在使用前用质量浓度为10%的盐酸进行酸洗处理后放入铸型中等待浇注。
（2）用球磨机将碳化钛、碳化钒和碳化铌制备成小于1微米的粉体颗粒；
（3）造型：用树脂砂造下砂型和上砂型；将隔档经10%稀盐酸处理并烘干后放入铸型中，上下箱合箱准备浇注。
熔化高铬铸铁中除碳化钛、碳化钒和碳化铌以外的组分；熔化低合金钢；上述两种物质在同一车间的两个感应电炉中分别熔化，经常规铝脱氧；
按配比将步骤（2）的碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒放在金属液浇包的底部，采用冲入法加入到高铬铸铁剩余组分的金属液中；
在金属液浇包中加入占金属液质量0.3～0.5%的稀土硅铁合金，分别对高铬铸铁和低合金钢金属液进行变质处理；稀土硅铁合金的质量组成为：29% RE，38% Si，余量为Fe，粒度为3～8mm；
两种金属液通过各自的浇注系统同时浇入铸型中。高铬铸铁的浇注温度为1500℃，低合金钢的浇注温度为1550℃。待冷却凝固后经清理得到锤头铸件。
（4）热处理
淬火：锤头铸件整体在电阻炉中加热，加热速度为100℃/h，加热温度为1050～1100℃，保温时间依锤头端部厚度按1h/20mm进行控制，之后空冷；
回火：温度为180～250℃；保温时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时；
（5）深冷处理：在液氮中进行深冷处理，液氮温度为-195～-175℃；处理时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时。
利用上述工艺生产了一批8kg重的锤头，在立轴破碎机上装机使用，破碎原料为直径100mm左右的石英料。与其它锤头比较的使用结果列于下表。由表中数据看出，本发明的超硬耐磨复合锤头比高锰钢锤头的使用寿命提高约4.5倍，比整铸高铬铸铁锤头寿命提高近25%。
| 类 别 ZGMn13 高铬铸铁 本发明锤头 |
| 使用寿命/h 24 92 110 |
实施例3
锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，结构同实施例1；
端部采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳3.4%，硅0.3%，锰1.2%，硫、磷≤0.035%，铬20%，钛1.2%，钒1.5%，铌1.2%，碳化钛0.5%，碳化钒0.5%，碳化铌0.1%，余量为铁；
柄部采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳0.38%，硅0.5%，锰0.5%，硫、磷≤0.035%，铬1.2%，钼0.3%，余量为铁；
隔挡的材质为10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的6%。
制备方法包括以下步骤：（1）制作隔挡，隔挡的形状见附图2，按照隔挡质量占锤头总质量的6%选择合适厚度的国标10号钢板，然后依次进行剪切下料、冲裁和焊接制成隔档。隔挡在使用前用质量浓度为10%的盐酸进行酸洗处理后放入铸型中等待浇注。
（2）用球磨机将碳化钛、碳化钒和碳化铌制备成小于1微米的粉体颗粒；
（3）造型：用树脂砂造下砂型和上砂型；将隔档经10%稀盐酸处理并烘干后放入铸型中，上下箱合箱准备浇注。
熔化高铬铸铁中除碳化钛、碳化钒和碳化铌以外的组分；熔化低合金钢；上述两种物质在同一车间的两个感应电炉中分别熔化，经常规铝脱氧；
按配比将步骤（2）的碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒放在金属液浇包的底部，采用冲入法加入到高铬铸铁剩余组分的金属液中；
在金属液浇包中加入占金属液质量0.3～0.5%的稀土硅铁合金，分别对高铬铸铁和低合金钢金属液进行变质处理；稀土硅铁合金的质量组成为：29% RE，38% Si，余量为Fe，粒度为3～8mm；
两种金属液通过各自的浇注系统同时浇入铸型中。高铬铸铁的浇注温度为1500℃，低合金钢的浇注温度为1550℃。待冷却凝固后经清理得到锤头铸件。
（4）热处理
淬火：锤头铸件整体在电阻炉中加热，加热速度为100℃/h，加热温度为1050～1100℃，保温时间依锤头端部厚度按1h/20mm进行控制，之后空冷；
回火：温度为180～250℃；保温时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时；
（5）深冷处理：在液氮中进行深冷处理，液氮温度为-195～-175℃；处理时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时。
利用上述工艺生产了一批8kg重的锤头，在立轴破碎机上装机使用，破碎原料为直径100mm左右的石英料。与其它锤头比较的使用结果列于下表。由表中数据看出，本发明的超硬耐磨复合锤头比高锰钢锤头的使用寿命提高约5倍，比整铸高铬铸铁锤头寿命提高近30%。
| 类 别 ZGMn13 高铬铸铁 本发明锤头 |
| 使用寿命/h 22 88 112 |
实施例4
锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，结构同实施例1；
端部采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳2.4%，硅0.3%，锰1.0%，硫、磷≤0.035%，铬28%，钛1.5%，钒0.5%，铌0.5%，碳化钛0.1%，碳化钒0.1%，碳化铌0.5%，余量为铁；
柄部采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳0.32%，硅0.3%，锰0.8%，硫、磷≤0.035%，铬0.8%，钼0.5%，余量为铁；
隔挡的材质为10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的5%。
制备方法包括以下步骤：（1）制作隔挡，隔挡的形状见附图2，按照隔挡质量占锤头总质量的5%选择合适厚度的国标10号钢板，然后依次进行剪切下料、冲裁和焊接制成隔档。隔挡在使用前用质量浓度为10%的盐酸进行酸洗处理后放入铸型中等待浇注。
（2）用球磨机将碳化钛、碳化钒和碳化铌制备成小于1微米的粉体颗粒；
（3）造型：用树脂砂造下砂型和上砂型；将隔档经10%稀盐酸处理并烘干后放入铸型中，上下箱合箱准备浇注。
熔化高铬铸铁中除碳化钛、碳化钒和碳化铌以外的组分；熔化低合金钢；上述两种物质在同一车间的两个感应电炉中分别熔化，经常规铝脱氧；
按配比将步骤（2）的碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒放在金属液浇包的底部，采用冲入法加入到高铬铸铁剩余组分的金属液中；
在金属液浇包中加入占金属液质量0.3～0.5%的稀土硅铁合金，分别对高铬铸铁和低合金钢金属液进行变质处理；稀土硅铁合金的质量组成为：29% RE，38% Si，余量为Fe，粒度为3～8mm；
两种金属液通过各自的浇注系统同时浇入铸型中。高铬铸铁的浇注温度为1500℃，低合金钢的浇注温度为1550℃。待冷却凝固后经清理得到锤头铸件。
（4）热处理
淬火：锤头铸件整体在电阻炉中加热，加热速度为100℃/h，加热温度为1050～1100℃，保温时间依锤头端部厚度按1h/20mm进行控制，之后空冷；
回火：温度为180～250℃；保温时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时；
（5）深冷处理：在液氮中进行深冷处理，液氮温度为-195～-175℃；处理时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时。
利用上述工艺生产了一批8kg重的锤头，在立轴破碎机上装机使用，破碎原料为直径100mm左右的石英料。与其它锤头比较的使用结果列于下表。由表中数据看出，本发明的超硬耐磨复合锤头比高锰钢锤头的使用寿命提高约4.5倍，比整铸高铬铸铁锤头寿命提高近30%。
| 类 别 ZGMn13 高铬铸铁 本发明锤头 |
| 使用寿命/h 26 91 116 |
实施例5
锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，结构同实施例1；
端部采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳3.2%，硅0.4%，锰0.5%，硫、磷≤0.035%，铬18%，钛0.5%，钒1%，铌1.5%，碳化钛0.4%，碳化钒0.2%，碳化铌0.4%，余量为铁；
柄部采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳0.34%，硅0.8%，锰0.7%，硫、磷≤0.035%，铬0.9%，钼0.45%，余量为铁；
隔挡的材质为10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的10%。
制备方法包括以下步骤：（1）制作隔挡，隔挡的形状见附图2，按照隔挡质量占锤头总质量的10%选择合适厚度的国标10号钢板，然后依次进行剪切下料、冲裁和焊接制成隔档。隔挡在使用前用质量浓度为10%的盐酸进行酸洗处理后放入铸型中等待浇注。
（2）用球磨机将碳化钛、碳化钒和碳化铌制备成小于1微米的粉体颗粒；
（3）造型：用树脂砂造下砂型和上砂型；将隔档经10%稀盐酸处理并烘干后放入铸型中，上下箱合箱准备浇注。
熔化高铬铸铁中除碳化钛、碳化钒和碳化铌以外的组分；熔化低合金钢；上述两种物质在同一车间的两个感应电炉中分别熔化，经常规铝脱氧；
按配比将步骤（2）的碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒放在金属液浇包的底部，采用冲入法加入到高铬铸铁剩余组分的金属液中；
在金属液浇包中加入占金属液质量0.3～0.5%的稀土硅铁合金，分别对高铬铸铁和低合金钢金属液进行变质处理；稀土硅铁合金的质量组成为：29% RE，38% Si，余量为Fe，粒度为3～8mm；
两种金属液通过各自的浇注系统同时浇入铸型中。高铬铸铁的浇注温度为1500℃，低合金钢的浇注温度为1550℃。待冷却凝固后经清理得到锤头铸件。
（4）热处理
淬火：锤头铸件整体在电阻炉中加热，加热速度为100℃/h，加热温度为1050～1100℃，保温时间依锤头端部厚度按1h/20mm进行控制，之后空冷；
回火：温度为180～250℃；保温时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时；
（5）深冷处理：在液氮中进行深冷处理，液氮温度为-195～-175℃；处理时间为：3+锤头端部厚度÷50mm，单位为小时。
利用上述工艺生产了一批8kg重的锤头，在立轴破碎机上装机使用，破碎原料为直径100mm左右的石英料。与其它锤头比较的使用结果列于下表。由表中数据看出，本发明的超硬耐磨复合锤头比高锰钢锤头的使用寿命提高约4.5倍，比整铸高铬铸铁锤头寿命提高近30%。
| 类 别 ZGMn13 高铬铸铁 本发明锤头 |
| 使用寿命/h 23 89 117 |
实施例6
锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，结构同实施例1；
端部采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳2.6%，硅0.4%，锰1.1%，硫、磷≤0.035%，铬20%，钛0.6%，钒0.7%，铌1.2%，碳化钛0.2%，碳化钒0.45%，碳化铌0.4%，余量为铁；
柄部采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳0.33%，硅0.9%，锰0.7%，硫、磷≤0.035%，铬1.1%，钼0.4%，余量为铁；
隔挡的材质为国标10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的8%。
制备方法同实施例1。
利用上述工艺生产了一批8kg重的锤头，在立轴破碎机上装机使用，破碎原料为直径100mm左右的石英料。与其它锤头比较的使用结果列于下表。由表中数据看出，本发明的超硬耐磨复合锤头比高锰钢锤头的使用寿命提高约5倍，比整铸高铬铸铁锤头寿命提高近25%。
| 类 别 ZGMn13 高铬铸铁 本发明锤头 |
| 使用寿命/h 23 95 118 |
实施例7～11
结构同实施例1。
隔挡的材质为国标10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的8%；制备方法同实施例1。
端部百分组成见下表
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | |
| 碳 | 2.4 | 3.3 | 2.6 | 2.8 | 3.1 |
| 硅 | 0.4 | 0.7 | 0.6 | 0.9 | 0.5 |
| 锰 | 0.9 | 0.6 | 1.1 | 0.7 | 0.8 |
| 硫、磷 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| 铬 | 19 | 27 | 25 | 21 | 24 |
| 钛 | 1.1 | 1.4 | 0.8 | 0.6 | 0.7 |
| 钒 | 1.4 | 1.3 | 0.6 | 0.9 | 0.7 |
| 铌 | 0.6 | 0.8 | 1.2 | 1.0 | 1.4 |
| 碳化钛 | 0.15 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.35 |
| 碳化钒 | 0.45 | 0.25 | 0.3 | 0.2 | 0.4 |
| 碳化铌 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.3 | 0.25 |
| 铁 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 |
柄部百分组成见下表
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | |
| 碳 | 0.33 | 0.36 | 0.37 | 0.34 | 0.35 |
| 硅 | 0.9 | 0.75 | 0.6 | 0.4 | 0.5 |
| 锰 | 0.55 | 0.7 | 0.75 | 0.6 | 0.65 |
| 硫、磷 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.035 | ≤0.035 |
| 铬 | 1.1 | 1.0 | 0.85 | 0.9 | 0.95 |
| 钼 | 0.3 | 0.4 | 0.45 | 0.35 | 0.5 |
| 铁 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 | 余量 |
Claims (5)
1.一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，其特征在于：包括端部（1）、柄部（2）和隔挡（3）；隔挡（3）由端部（1）和柄部（2）的结合处深入到端部（1）内，端部（1）和柄部（2）通过隔挡（3）冶金结合在一起；
所述端部（1）采用高铬铸铁，高铬铸铁的质量百分比组成为：碳2.4～3.4%，硅0.3～1.0%，锰0.5～1.2%，硫、磷≤0.035%，铬18～28%，钛0.5～1.5%，钒0.5～1.5%，铌0.5～1.5%，碳化钛0.1 ～0.5%，碳化钒0.1～0.5%，碳化铌0.1～0.5%，余量为铁；
柄部（2）采用低合金钢，低合金钢的质量百分比组成为：碳0.32～0.38%，硅0.3～1.0%，锰0.5～0.8%，硫、磷≤0.035%，铬0.8～1.2%，钼0.3～0.5%，余量为铁。
2.如权利要求1所述的锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，其特征在于：隔挡（3）包括一端开口的立方体盒（4）和挡板（5），挡板（5）与立方体盒（4）的开口端连接；立方体盒（4）开口端位于端部（1）和柄部（2）结合处。
3.如权利要求2所述的锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，其特征在于：挡板（5）到端部（1）的边缘后继续向外延伸10mm。
4.如权利要求3所述的锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头，其特征在于：隔挡的材质为国标10号钢板，隔挡的质量为锤头总质量的5～10%。
5.权利要求1所述的锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制作隔挡，隔挡在使用前用质量浓度为10%的盐酸进行酸洗处理后放入铸型中等待浇注；
（2）将碳化钛、碳化钒和碳化铌制备成小于1微米的粉体颗粒；
（3）熔化高铬铸铁中除碳化钛、碳化钒和碳化铌以外的组分；熔化低合金钢；上述两种物质在同一车间的两个感应电炉中分别熔化和脱氧处理；
按配比将步骤（2）的碳化钛、碳化钒和碳化铌粉体颗粒放在金属液浇包的底部，采用冲入法加入到高铬铸铁剩余组分的金属液中；
在金属液浇包中加入占金属液质量0.3～0.5%的稀土硅铁合金，分别对高铬铸铁和低合金钢金属液进行变质处理；稀土硅铁合金的质量组成为：29% RE，38% Si，余量为Fe，粒度为3～8mm；
将变质处理后的高铬铸铁金属液和变质处理后的低合金钢金属液通过各自的浇注系统同时浇入铸型中，待冷却凝固后清理得到锤头铸件；
（4）热处理
淬火：锤头铸件整体在电阻炉中加热，加热速度为100℃/h，加热到1050～1100℃，保温时间依锤头端部厚度按1h/20mm进行控制，之后空冷；
回火：温度为180～250℃；保温时间为：3+锤头端部厚度mm÷50mm，单位为小时；
（5）深冷处理：温度-195～-175℃；处理时间为：3+锤头端部厚度mm÷50mm，单位为小时。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410056143.4A CN103801429B (zh) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | 一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410056143.4A CN103801429B (zh) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | 一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103801429A true CN103801429A (zh) | 2014-05-21 |
| CN103801429B CN103801429B (zh) | 2015-08-26 |
Family
ID=50699099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410056143.4A Expired - Fee Related CN103801429B (zh) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | 一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103801429B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104308125A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-28 | 张福阳 | 一种提高浇铸件耐磨性能的电感应加热浇铸方法 |
| CN104611627A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-13 | 郑州航空工业管理学院 | 一种高硼耐磨复合锤头及其制备方法 |
| CN105734462A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-07-06 | 芜湖市爱德运输机械有限公司 | 耐腐蚀双管螺旋喂料机 |
| CN105879971A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-24 | 佳木斯大学 | 一种基于双液金属熔焊技术的抛料头及其制备方法 |
| CN108893578A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-27 | 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 | 一种合金钢双组织淬火方法 |
| CN108893579A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-27 | 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 | 一种合金钢双硬度锤头制造方法 |
| CN110192447A (zh) * | 2018-02-27 | 2019-09-03 | 株式会社小松制作所 | 松土器柄部以及松土装置 |
| CN110565008A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-13 | 济南大学 | 一种基于纳米增强的锤式破碎机锤头 |
| CN114309546A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 昆山市华霆精密机械有限公司 | 高强度工业机器人底盘一体化精密成型方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08103676A (ja) * | 1994-10-07 | 1996-04-23 | Kurimoto Ltd | ハンマークラッシャー用ハンマー |
| JPH09313965A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-09 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ハンマ |
| CN1676652A (zh) * | 2005-04-01 | 2005-10-05 | 攀枝花市白云铸造有限责任公司 | 一种耐磨锤头及其制造工艺 |
| CN201664616U (zh) * | 2010-01-15 | 2010-12-08 | 佳木斯大学 | 一种双液双金属复合铸造锤头 |
| CN102872941A (zh) * | 2011-11-10 | 2013-01-16 | 佳木斯大学 | 一种双液双金属复合锤式破碎机用锤头及其制备方法 |
| CN103357470A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-10-23 | 内蒙古五二特种材料工程技术研究中心 | 一种锤式破碎机的耐磨锤头及其制备方法 |
-
2014
- 2014-02-19 CN CN201410056143.4A patent/CN103801429B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08103676A (ja) * | 1994-10-07 | 1996-04-23 | Kurimoto Ltd | ハンマークラッシャー用ハンマー |
| JPH09313965A (ja) * | 1996-05-31 | 1997-12-09 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ハンマ |
| CN1676652A (zh) * | 2005-04-01 | 2005-10-05 | 攀枝花市白云铸造有限责任公司 | 一种耐磨锤头及其制造工艺 |
| CN201664616U (zh) * | 2010-01-15 | 2010-12-08 | 佳木斯大学 | 一种双液双金属复合铸造锤头 |
| CN102872941A (zh) * | 2011-11-10 | 2013-01-16 | 佳木斯大学 | 一种双液双金属复合锤式破碎机用锤头及其制备方法 |
| CN103357470A (zh) * | 2013-06-17 | 2013-10-23 | 内蒙古五二特种材料工程技术研究中心 | 一种锤式破碎机的耐磨锤头及其制备方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104308125A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-28 | 张福阳 | 一种提高浇铸件耐磨性能的电感应加热浇铸方法 |
| CN104611627A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-13 | 郑州航空工业管理学院 | 一种高硼耐磨复合锤头及其制备方法 |
| CN105879971A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-24 | 佳木斯大学 | 一种基于双液金属熔焊技术的抛料头及其制备方法 |
| CN105879971B (zh) * | 2016-04-22 | 2021-01-26 | 佳木斯大学 | 一种基于双液金属熔焊技术的抛料头 |
| CN105734462A (zh) * | 2016-05-04 | 2016-07-06 | 芜湖市爱德运输机械有限公司 | 耐腐蚀双管螺旋喂料机 |
| CN110192447A (zh) * | 2018-02-27 | 2019-09-03 | 株式会社小松制作所 | 松土器柄部以及松土装置 |
| CN108893578A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-27 | 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 | 一种合金钢双组织淬火方法 |
| CN108893579A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-27 | 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 | 一种合金钢双硬度锤头制造方法 |
| CN108893578B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-01-03 | 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 | 一种合金钢双组织淬火方法 |
| CN110565008A (zh) * | 2019-10-16 | 2019-12-13 | 济南大学 | 一种基于纳米增强的锤式破碎机锤头 |
| CN114309546A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 昆山市华霆精密机械有限公司 | 高强度工业机器人底盘一体化精密成型方法 |
| CN114309546B (zh) * | 2021-12-24 | 2023-10-31 | 昆山市华霆精密机械有限公司 | 高强度工业机器人底盘一体化精密成型方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103801429B (zh) | 2015-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103801429B (zh) | 一种锤式破碎机用超硬耐磨复合锤头及其制备方法 | |
| CN100453682C (zh) | 一种耐磨锤头及其制造工艺 | |
| CN106544592B (zh) | 强韧性热作模具钢及其生产方法 | |
| CN103817312B (zh) | 一种耐磨复合衬板及其制备方法 | |
| CN105195265B (zh) | 双复合耐磨锤头及其制造方法 | |
| CN101104196A (zh) | 一种高铬白口耐磨铸铁的制造方法 | |
| CN102873308A (zh) | 双液双金属的消失模铸造复合破碎机锤头的方法 | |
| CN102330016A (zh) | 一种亚共晶高铬白口铸铁及其制备方法 | |
| CN102031457A (zh) | 含钇低合金钢板锤 | |
| CN104438337B (zh) | 一种用于带钢冷轧的耐磨轧辊及其制备方法 | |
| CN100447274C (zh) | 一种原位合成颗粒增强钢基复合材料轧辊及其制造方法 | |
| CN104152789A (zh) | 一种余热淬火耐磨球墨铸铁球磨机衬板的制备方法 | |
| CN105420619A (zh) | 双金属复合高韧性高硼耐磨钢锤头及其制备方法 | |
| CN106191642B (zh) | 一种反击式破碎机用高铬合金耐磨衬板及其制备方法 | |
| CN105420617A (zh) | 一种矿山专用高硬度耐磨衬板及其制造方法 | |
| CN105296872A (zh) | 双金属复合高韧性高硼高铬钢锤头及其制备方法 | |
| CN106086672A (zh) | 一种耐磨多元素合金铸造钢球及其制造方法 | |
| CN104907134A (zh) | 一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头及其制作方法 | |
| CN104057066A (zh) | 一种双金属双液复合锤头的制备方法 | |
| CN100363525C (zh) | 一种铸造耐磨高速钢的制备方法 | |
| CN107779781A (zh) | 一种选矿球磨机衬板制造方法 | |
| CN103614658A (zh) | 一种高强度耐磨低碳钢材料及其制备方法 | |
| CN112210718A (zh) | 铝合金压铸模具用高导热-抗熔损铁基材料及其制备方法 | |
| CN100554482C (zh) | 适用于棒线材连轧机的新型硬质材料轧辊及其制造方法 | |
| CN105296873A (zh) | 双金属复合高韧性高硼高速钢锤头及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150826 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |