CN104878173B - 一种破碎机锤头的热处理淬火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种破碎机锤头的热处理淬火方法，是针对破碎机锤头硬度低、强度弱、表面堆焊层易脱落、使用寿命短的弊端，选用铬钼钢做材料，采用中频感应器淬火方式进行处理，先制备紫铜质的方框形淬火感应器箱体、喷液管、汇流排，采用淬火液进行喷洒冷却、淬火温度920℃，中频电压700V，中频频率3KHz，中频功率200KW，此热处理淬火方法工艺先进、数据精确翔实，淬火后的锤头硬度高，强度好，耐撞击力强，使用命寿长，基体硬度可达HB280，表层硬度达HRC66，摩耗层深度达55mm，使用寿命比现有锤头可提高5倍，是十分理想的破碎机锤头的热处理淬火方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种破碎机锤头的热处理淬火方法，属煤矿机械零件制造及工艺方法的技术领域。
背景技术
在煤炭开采及加工作业中，使用着较多的破碎机，以对煤块、石块进行冲击破碎，这就要求破碎机具有较强的功率和抗冲击性能；破碎机直接破碎煤块、石块的部位是锤头，锤头的基材材质大都为铬钼钢，为了提高锤头工作表面的硬度、强度，大都在锤头表面进行堆焊、喷焊耐磨材料，以增加锤头表面的力学性能及耐冲击性，但在使用过程中，锤头表面堆焊、喷焊的耐磨材料受冲击时容易脱落，堆焊有效深度只有5mm，硬度只有HRC45，使用寿命短，极大的影响了破碎机的破碎性能和安全生产效率。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况，对破碎机锤头的加工工艺进行改进，取消在工作表面堆焊、喷焊耐磨材料，对锤头热处理淬火进行改进，采用方框形感应器、中频电源进行淬火处理，以大幅度提高锤头的硬度、强度、耐冲击性能及磨损层厚度，以提高锤头的使用寿命。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为：铬钼钢、紫铜板、紫铜管、聚烷撑乙二醇、无水乙醇、去离子水，其准备用量如下：以克、毫升、毫米为计量单位
铬钼钢：42CrMo 200mm×200mm×300mm 1块
紫铜板：Cu 1000mm×2mm×800mm 1块
800mm×5mm×800mm 1块
紫铜管：Cu φ20mm×2mm×20mm 6根
聚烷撑乙二醇： 20000g±100g
无水乙醇： 800mL±50mL
去离子水：H2O 200000mL±100mL
热处理淬火方法如下：
（1）机械加工锤头
①、将铬钼钢置于铣削机床上，按锤头形状、尺寸铣削成型；
②、将铣削成型的锤头进行打磨各部型面，使表面光洁；
（2）制备感应器
①、按感应器箱体形状尺寸，用紫铜板制成方框形箱体；
②、在方框形箱体四角部制备安装紫铜喷液管；
③、用紫铜板制备淬火汇流排，并安装紫铜冷却水管；
④、安装调试，成方框形淬火感应器箱体；
（3）配制淬火液
①、称取聚烷撑乙二醇20000g±100g，量取去离子水200000mL±100mL，加入不锈钢容器中，搅拌20min，成混合溶液；
②、将盛有混合溶液的不锈钢容器置于搅拌器上，进行搅拌，搅拌时间30min，成淬火液；
（4）安装、淬火
①、将方框形淬火感应器箱体置于绝缘平台上，并固定；
②、将预制的锤头置于方框形淬火感应器箱体内，并放平；
③、将配制的淬火液加入喷液罐内，喷液罐连接方框形淬火感应器箱体上的第一喷液管、第二喷液管、第三喷液管、第四喷液管，用电磁阀向方框形淬火感应器箱体内喷洒淬火液；
④、将第一汇流排、第二汇流排通过第一连接板、第二连接板连接方框形淬火感应器箱体，并固定；
⑤、接通进水管、出水管，进行外水循环冷却；
⑥、第一汇流排通过第一接线孔，第二汇流排通过第二接线孔接通中频淬火电源，并固牢；
⑦、开启中频淬火电源，中频电压700V，中频频率3KHz，中频功率200KW；
中频淬火加热温度、时间顺序为：
第一次加热温度700℃±5℃，加热时间180s；停止加热，缓冷时间20s；
第二次加热温度850℃±5℃，加热时间180s；停止加热，缓冷时间10s；
第三次加热温度920℃±5℃，加热时间180s；继续向锤头喷洒淬火液，冷却锤头表面至25℃；
（5）切断中频淬火电源
关闭进水管、出水管，停止外水循环冷却；
关闭第一喷液管、第二喷液管、第三喷液管、第四喷液管，停止向锤头喷洒淬火液；
（6）淬火后，从方框形淬火感应器箱体内取出锤头，即完成了热处理淬火过程；
（7）时效处理
将锤头置于热处理炉中，进行时效处理，时效处理温度180℃，时效处理时间240min，时效后随炉冷却至25℃；
（8）打磨、清洗
将热处理淬火、时效处理的锤头置于钢质平板上，用砂纸打磨清理周边各部；然后用无水乙醇进行清洗，使各部洁净；
（9）检测、分析、表征
对热处理淬火处理的锤头的硬度、强度、韧性进行检测、分析、表征；
用里氏硬度仪进行表面洛氏硬度分析；
用超声波淬硬层厚度测量仪进行淬硬层分析；
结论：锤头基体硬度达HB280，磨耗层硬度达HRC66，磨耗层深度达55mm。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对破碎机锤头硬度低、强度弱、表面堆焊层易脱落、使用寿命短的弊端，选用铬钼钢做材料，采用中频感应淬火方式进行热处理，先制备紫铜质的方框形淬火感应器箱体、喷液管、汇流排，采用淬火液进行喷洒冷却，淬火温度920℃，中频电压700v，中频频率3KHz，中频功率200KW，此热处理淬火方法工艺先进，数据精确翔实，淬火后的锤头硬度高、强度好，耐撞击力强，使用寿命长，基体硬度达HB280，磨耗层硬度达HRC66，磨耗层深度达55mm，使用寿命比现有锤头可提高5倍，是十分理想的破碎机锤头的热处理淬火方法。
附图说明
图1、破碎机锤头结构图
图2、方框形淬火感应器结构图
图3、中频感应淬火状态图
图中所示，附图标记清单如下：
1、锤头，2、锤柄，3、安装螺孔，4、方框形淬火感应器，5、第一喷液管，6、第二喷液管，7、第三喷液管，8、第四喷液管，9、第一汇流排，10、第二汇流排，11、第一连接板，12、第二连接板，13、第一接线孔，14、第二接线孔，15、进水管，16、出水管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1所示，为破碎机锤头结构图，锤头1为矩形，锤头1顶部为弧面，锤头1后部为锤柄2，锤柄2为圆柱形，锤柄2内为安装螺孔3，锤头1用铬钼钢制造。
图2、3所示，为方框形淬火感应器结构图、中频感应淬火状态图，方框形淬火感应器4为矩形箱体，用紫铜板形材料制作；方框形淬火感应器4四角部设有第一喷液管5、第二喷液管6、第三喷液管7、第四喷液管8，第一喷液管5、第二喷液管6、第三喷液管7、第四喷液管8均用紫铜管材制作；在方框形淬火感应器4的侧部设有第一汇流排9、第二汇流排10，第一汇流排9通过第一连接板11与方框形淬火感应器4连接，第二汇流排10通过第二连接板12与方框形淬火感应器4连接，第一连接板11上装有进水管15，第二连接板12上装有出水管16，进水管15与出水管16连通，进水管15、出水管16与外接水源连接；
中频感应淬火时，通过第一汇流排9、第二汇流排10接通中频淬火电源。
Claims (2)
1.一种破碎机锤头的热处理淬火方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：铬钼钢、紫铜板、紫铜管、聚烷撑乙二醇、无水乙醇、去离子水，其准备用量如下：以克、毫升、毫米为计量单位
铬钼钢：42CrMo 200mm×200mm×300mm 1块
紫铜板：Cu 1000mm×2mm×800mm 1块
800mm×5mm×800mm 1块
紫铜管：Cu φ20mm×2mm×20mm 6根
聚烷撑乙二醇： 20000g±100g
无水乙醇： 800mL±50mL
去离子水：H2O 200000mL±100mL
热处理淬火方法如下：
（1）机械加工锤头
①、将铬钼钢置于铣削机床上，按锤头形状、尺寸铣削成型；
②、将铣削成型的锤头进行打磨各部型面，使表面光洁；
（2）制备感应器
①、按感应器箱体形状尺寸，用紫铜板制成方框形箱体；
②、在方框形箱体四角部制备安装紫铜喷液管；
③、用紫铜板制备淬火汇流排，并安装紫铜冷却水管；
④、安装调试，成方框形淬火感应器箱体；
（3）配制淬火液
①、称取聚烷撑乙二醇20000g±100g，量取去离子水200000mL±100mL，加入不锈钢容器中，搅拌20min，成混合溶液；
②、将盛有混合溶液的不锈钢容器置于搅拌器上，进行搅拌，搅拌时间30min，成淬火液；
（4）安装、淬火
①、将方框形淬火感应器箱体置于绝缘平台上，并固定；
②、将预制的锤头置于方框形淬火感应器箱体内，并放平；
③、将配制的淬火液加入喷液罐内，喷液罐连接方框形淬火感应器箱体上的第一喷液管、第二喷液管、第三喷液管、第四喷液管，用电磁阀向方框形淬火感应器箱体内喷洒淬火液；
④、将第一汇流排、第二汇流排通过第一连接板、第二连接板连接方框形淬火感应器箱体，并固定；
⑤、接通进水管、出水管，进行外水循环冷却；
⑥、第一汇流排通过第一接线孔，第二汇流排通过第二接线孔接通中频淬火电源，并固牢；
⑦、开启中频淬火电源，中频电压700V，中频频率3kHz，中频功率200kW；
中频淬火加热温度、时间顺序为：
第一次加热温度700℃±5℃，加热时间180s；停止加热，缓冷时间20s；
第二次加热温度850℃±5℃，加热时间180s；停止加热，缓冷时间10s；
第三次加热温度920℃±5℃，加热时间180s；继续向锤头喷洒淬火液，冷却锤头表面至25℃；
（5）切断中频淬火电源
关闭进水管、出水管，停止外水循环冷却；
关闭第一喷液管、第二喷液管、第三喷液管、第四喷液管，停止向锤头喷洒淬火液；
（6）淬火后，从方框形淬火感应器箱体内取出锤头，即完成了热处理淬火过程；
（7）时效处理
将锤头置于热处理炉中，进行时效处理，时效处理温度180℃，时效处理时间240min，时效后随炉冷却至25℃；
（8）打磨、清洗
将热处理淬火、时效处理的锤头置于钢质平板上，用砂纸打磨清理周边各部；然后用无水乙醇进行清洗，使各部洁净；
（9）检测、分析、表征
对热处理淬火处理的锤头的硬度、强度、韧性进行检测、分析、表征；
用里氏硬度仪进行表面洛氏硬度分析；
用超声波淬硬层厚度测量仪进行淬硬层分析；
结论：锤头基体硬度达HB280，磨耗层硬度达HRC66，磨耗层深度达55mm。
2.根据权利要求1所述的一种破碎机锤头的热处理淬火方法，其特征在于：方框形淬火感应器（4）为矩形箱体，用紫铜板形材料制作；方框形淬火感应器（4）四角部设有第一喷液管（5）、第二喷液管（6）、第三喷液管（7）、第四喷液管（8），第一喷液管（5）、第二喷液管（6）、第三喷液管（7）、第四喷液管（8）均用紫铜管材制作；在方框形淬火感应器（4）的侧部设有第一汇流排（9）、第二汇流排（10），第一汇流排（9）通过第一连接板（11）与方框形淬火感应器（4）连接，第二汇流排（10）通过第二连接板（12）与方框形淬火感应器（4）连接，第一连接板（11）上装有进水管（15），第二连接板（12）上装有出水管（16），进水管（15）与出水管（16）连通，进水管（15）、出水管（16）与外接水源连接；
中频感应淬火时，通过第一汇流排（9）、第二汇流排（10）接通中频淬火电源。
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| CN101126441A (zh) * | 2006-08-15 | 2008-02-20 | 南阳二机石油装备(集团)有限公司 | 钢-铝复合材料滑轮及其制造方法 |
| CN103334000A (zh) * | 2013-06-24 | 2013-10-02 | 山西煤矿机械制造有限责任公司 | 一种矿用圆环链的热处理淬火方法 |
| CN105586473A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-18 | 北京科技大学 | 一种Cu-Cr-Zr合金棒材或线材的连续固溶淬火装置 |
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