CN103993217B

CN103993217B - 大型破碎机锤头的制备方法

Info

Publication number: CN103993217B
Application number: CN201410166862.1A
Authority: CN
Inventors: 包玮
Original assignee: Singapore And Malaysia High-Abrasive Material Co Ltd Of Middle Building Materials Ningguo
Current assignee: Yancheng Jiawei Transmission Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: CN103993217A

Abstract

本发明涉及耐磨金属材料技术领域，它公开了大型破碎机锤头及其制备方法，所述大型破碎机锤头以普通废钢、生铁、不锈钢废料、钼铁、镍板、增碳用废电极为原料进行配料，经过炼熔、浇注、铸型、回火处理各步骤，所得成品的配比为碳2.2—3.2％，铬15—20％，硅0.3—0.7％，锰0.3—1.0％，钼1.3—2.0％，镍0.3—1.0％，钴0.3—1.0％，钒0—0.3％，钛0—0.2％，钨0.1—0.5％，硫0.005—0.025％，磷0.005—0.025％，RE？0.05—0.2％，余量为铁。本发明制作简单，配方合理，使用寿命长，具有很高的强度、韧性、耐磨性和抗冲击力，减少了工厂更换锤头的频率，降低了劳动强度，本发明原料易得，制作方法简单，有效节约了能源。

Description

大型破碎机锤头的制备方法

技术领域

本发明涉及耐磨金属材料技术领域，尤其涉及到大型破碎机锤头及其制备方法。

背景技术

随着新型干法水泥大型装备技术的快速发展，国内5000t/d、10000t/d大型干法水泥生产线日益增多。石灰石作为水泥生产的主要原材料，为确保充足供应，大多水泥生产厂采用大型单段转子锤式破碎机进行破碎。作为大型石灰石破碎机关键易磨件的锤头，在工作运转过程中，需要承受大块物料的强烈冲击，要求具有良好的冲击韧性和较高的硬度。由于各水泥生产厂家石灰石品质、转速、进料粒度、物料综合水分等方面的差异较大，同样材质锤头的使用寿命差异很大，短则几天就磨损失效，长则几年运转良好。由此可见，在成本最低和效率最高的情况下，选择合适破碎机工况条件材质的锤头就显得十分关键。

中国专利CN103627981A公开了一种破碎机锤头用合金材料及其制备方法，其特征在于：其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.2-0.4％、硅0.7-0.9％、锰3.2-3.5％、铬3.6-3.8％、钼1.7-1.9％、钛0.2-0.5％、Sb0.02-0.04％、Lu0.01-0.02％、Ga0.02-0.03％、S≤0.05％、P≤0.05％、余量为铁。该发明适用于中型破碎机，用于硬度适中的矿石破碎，且成本较低；但是该发明没有进行变质处理，所得产品的韧性不够，不能满足大型破碎机对锤头的抗冲击性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种配方合理，制作简单，使用寿命长的大型破碎机锤头及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大型破碎机锤头的制备方法，包含以下步骤：

(1)炼熔：将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、钼铁、镍板、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，将温度升至1450—1550℃，出铁前10分钟加入已预热的锰铁、硅铁进行沉淀脱氧，调整成分，之后加入已预热的钴板，当铁水温度达到1520—1550℃时，采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧；

(2)浇注：将高效复合变质剂用铁皮或锡箔纸将包裹后放在钢包底部，对铁水进行变质处理，然后将铁水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1440—1460℃，浇注先慢、中快、后细；

(3)铸型：当锤头冷却至室温时，清理打磨掉试样上的飞边和毛刺；

(4)回火处理：将锤头放入热处理炉里，保温温度在850—1000℃，保温1.2—1.5小时，然后出炉自然冷却，之后250℃回火4—4.3小时，取出自然冷却即可，所得成品的配比为碳2.2—3.2％，铬15—20％，硅0.3—0.7％，锰0.3—1.0％，钼1.3—2.0％，镍0.3—1.0％，钴0.3—1.0％，钒0—0.3％，钛0—0.2％，钨0.1—0.5％，硫0.005—0.025％，磷0.005—0.025％，RE0.05—0.2％，余量为铁。

优选的，所得成品的配比为碳2.8—3.2％，铬17—20％，硅0.4—0.7％，锰0.5—1.0％，钼1.5—2.0％，镍0.5—1.0％，钴0.5—1.0％，钒0.1—0.3％，钛0.1—0.2％，钨0.2—0.5％，硫0.005—0.025％，磷0.005—0.025％，RE0.05—0.2％，余量为铁。

优选的，所述步骤(2)中变质剂是经破碎至粒度小于45mm的小块，在250℃下烘干所得的物质。

优选的，所述步骤(2)中变质处理采用包内冲入法对铁水进行变质处理。

优选的，所述步骤(2)中浇注采用底注法浇注钢锭。

碳和铬的主要作用是保证铸铁中碳化物数量和形态。随着含碳量的提高，碳化物增多；随着Cr/C比的增加，共晶碳化物的形貌经历了由连续网状→片状→杆状连续程度减小的过程，共晶碳化物晶体类型经历由M3C→M3C+M7C3→M7C3的变化过程。有资料指出：当共晶碳化物不变，且Cr/C为6.6-7.1时，同铬铸铁的断裂纹扩展能力最强。根据这些原理，宜将C量定为3.1-3.6％，Cr量为20-25％。基体中的Cr还可以提高材料的淬透性。镍的作用是增加高铬铸铁的淬透性，抑制奥氏体基体向珠光体的转变，促进马氏体基的形成。钨的作用是细化晶粒，提高硬度，增加耐磨性。钢中夹杂物,特别是硫化物的形状、大小、分布及数量严重地影响钢的性能,尤其是塑性和韧性。未经稀土变质处理的中高碳合金钢,夹杂物多为长条形并带有棱角,而且夹杂物数量较多,断裂方式为准解理断裂。稀土加入钢中具有脱硫、除气的作用,根据稀土夹杂物生成的热力学条件和应用实践,稀土元素与氧和硫的亲和力显著大于锰和铝等,稀土元素容易与氧、硫发生共轭反应,生成小球状的RE2O2S、RE2S3等稀土夹杂物,显著地改善了中高碳多元低合金钢沿晶界产生的脆性断裂。因此,稀土变质处理后,夹杂物数量明显减少,夹杂物趋于球化并均匀地分布在钢中,使钢的韧性提高,冲击断口上将出现大量的韧窝。但过量的稀土加入会导致稀土夹杂物呈破碎链状分布,反而有损钢的塑性和韧性。

稀土具有较大的原子半径,在铁中溶解度很小。由于具有很大的电负性,因此它们的化学性质很活泼,能在钢中形成一系列极为稳定的化合物,成为非自发结晶核心,从而起到细化晶粒的作用。另外,稀土是表面活性元素,可以增大结晶核心产生速度,阻止晶粒生长。晶粒的细化,有利于钢塑韧性的提高。随着稀土含量的增加,晶粒细化越明显,这与稀土元素能增加奥氏体晶界迁移的激活能有关

本发明配方合理，制作简单，使用寿命长，具有很高的强度、韧性、耐磨性和抗冲击力，减少了工厂更换锤头的频率，降低了劳动强度，本发明原料易得，制作方法简单，本发明使用普通废钢、生铁、不锈钢废料作为生产原料，循环利用，有效节约了能源，出铁之前采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧，有利于改善钢的强韧性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

实施例一：

(1)炼熔：将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、钼铁、镍板、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，将温度升至1550℃，出铁前10分钟加入已预热的锰铁、硅铁进行沉淀脱氧，调整成分，之后加入已预热的钴板，当铁水温度达到1550℃时，采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧；

(2)浇注：将高效复合变质剂破碎至粒度小于45mm的小块，经250℃烘干后，用铁皮或锡箔纸将包裹后放在钢包底部，用包内冲入法对铁水进行变质处理，然后将钢铁水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1460℃，浇注先慢、中快、后细，采用底注法浇注钢锭；

(4)回火处理：将锤头放入热处理炉里，保温温度在1000℃，保温1.5小时，然后出炉自然冷却，之后250℃回火4.3小时，取出自然冷却即可；最终所得衬板各化学成分重量百分比为碳3.2％，铬20％，硅0.7％，锰1.0％，钼2.0％，镍1.0％，钴1.0％，钒0.3％，钛0.2％，钨0.5％，硫0.025％，磷0.025％，RE0.2％，余量为铁。

实施例二：

(1)炼熔：将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、钼铁、镍板、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，将温度升至1450℃，出铁前10分钟加入已预热的锰铁、硅铁进行沉淀脱氧，调整成分，之后加入已预热的钴板，当铁水温度达到1520℃时，采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧；

(2)浇注：将高效复合变质剂破碎至粒度小于45mm的小块，经250℃烘干后，用铁皮或锡箔纸将包裹后放在钢包底部，用包内冲入法对铁水进行变质处理，然后将钢铁水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1440℃，浇注先慢、中快、后细，采用底注法浇注钢锭；

(4)回火处理：将锤头放入热处理炉里，保温温度在850℃，保温1.2小时，然后出炉自然冷却，之后250℃回火4小时，取出自然冷却即可；最终所得衬板各化学成分重量百分比为碳2.8％，铬17％，硅0.4％，锰0.5％，钼1.5％，镍0.5％，钴0.5％，钒0.1％，钛0.1％，钨0.2％，硫0.005％，磷0.005％，RE0.15％，余量为铁。

实施例三：

(1)炼熔：将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、钼铁、镍板、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，将温度升至1480℃，出铁前10分钟加入已预热的锰铁、硅铁进行沉淀脱氧，调整成分，之后加入已预热的钴板，当铁水温度达到1540℃时，采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧；

(2)浇注：将高效复合变质剂破碎至粒度小于45mm的小块，经250℃烘干后，用铁皮或锡箔纸将包裹后放在钢包底部，用包内冲入法对铁水进行变质处理，然后将钢铁水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1450℃，浇注先慢、中快、后细，采用底注法浇注钢锭；

(4)回火处理：将锤头放入热处理炉里，保温温度在900℃，保温1.4小时，然后出炉自然冷却，之后250℃回火4.1小时，取出自然冷却即可；最终所得衬板各化学成分重量百分比为碳3.0％，铬18％，硅0.5％，锰0.7％，钼1.7％，镍0.7％，钴0.7％，钒0.2％，钛0.15％，钨0.25％，硫0.020％，磷0.020％，RE0.18％，余量为铁。

实施例四：

(1)炼熔：将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、钼铁、镍板、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，将温度升至1490℃，出铁前10分钟加入已预热的锰铁、硅铁进行沉淀脱氧，调整成分，之后加入已预热的钴板，当铁水温度达到1530℃时，采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧；

(2)浇注：将高效复合变质剂破碎至粒度小于45mm的小块，经250℃烘干后，用铁皮或锡箔纸将包裹后放在钢包底部，用包内冲入法对铁水进行变质处理，然后将钢铁水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1455℃，浇注先慢、中快、后细，采用底注法浇注钢锭；

(4)回火处理：将锤头放入热处理炉里，保温温度在950℃，保温1.3小时，然后出炉自然冷却，之后250℃回火4.1小时，取出自然冷却即可；最终所得衬板各化学成分重量百分比为碳3.1％，铬18％，硅0.5％，锰0.8％，钼1.9％，镍0.9％，钴0.9％，钒0.25％，钛0.18％，钨0.35％，硫0.008％，磷0.008％，RE0.16％，余量为铁。

实施例五：

(1)炼熔：将清洁干燥的普通废钢、生铁、不锈钢废料、钼铁、镍板、增碳用废电极加入炼炉里，加热熔化，将温度升至1510℃，出铁前10分钟加入已预热的锰铁、硅铁进行沉淀脱氧，调整成分，之后加入已预热的钴板，当铁水温度达到1538℃时，采用深插铝丝的方法进行扩散脱氧；

(2)浇注：将高效复合变质剂破碎至粒度小于45mm的小块，经250℃烘干后，用铁皮或锡箔纸将包裹后放在钢包底部，用包内冲入法对铁水进行变质处理，然后将钢铁水浇入钢锭模内，钢水浇注温度在1448℃，浇注先慢、中快、后细，采用底注法浇注钢锭；

(4)回火处理：将锤头放入热处理炉里，保温温度在930℃，保温1.45小时，然后出炉自然冷却，之后250℃回火4.2小时，取出自然冷却即可；最终所得衬板各化学成分重量百分比为碳3.0％，铬18％，硅0.6％，锰0.6％，钼1.6％，镍0.6％，钴0.6％，钒0.1％，钛0.15％，钨0.4％，硫0.009％，磷0.009％，RE0.05％，余量为铁。

为进一步说明本发明的性能，将本发明与现有破碎机锤头做出了对比，如下表：

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种大型破碎机锤头的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的大型破碎机锤头的制备方法，其特征在于，所得成品的配比为碳2.8—3.2％，铬17—20％，硅0.4—0.7％，锰0.5—1.0％，钼1.5—2.0％，镍0.5—1.0％，钴0.5—1.0％，钒0.1—0.3％，钛0.1—0.2％，钨0.2—0.5％，硫0.005—0.025％，磷0.005—0.025％，RE0.05—0.2％，余量为铁。

3.根据权利要求1所述的大型破碎机锤头的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中变质剂是经破碎至粒度小于45mm的小块，在250℃下烘干所得的物质。

4.根据权利要求1所述的大型破碎机锤头的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中变质处理采用包内冲入法对铁水进行变质处理。

5.根据权利要求1所述的大型破碎机锤头的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中浇注采用底注法浇注钢锭。