CN104907134A - 一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头及其制作方法，所述锤头包括头部和柄部，所述头部和柄部分别采用高铬铸铁和高锰钢通过消失模铸造而成；所述头部的工作面上嵌设有若干条陶瓷增强条，所述陶瓷增强条的端部与所述锤头头部的工作面齐平；所述柄部设有第一安装孔和第二安装孔，所述的第一安装孔和第二安装孔为相连设置；所述头部与柄部之间、所述头部与头部内嵌设的陶瓷增强条之间均为冶金结合。本发明提供的可调节安装位置的耐磨破碎机锤头及其制作方法，该锤头的头部和柄部采用不同的材料通过消失模铸造而成，生产的锤头具有较好的耐磨性能、较长的使用寿命等优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种破碎机的辅助构件及其制作方法，更具体地说涉及一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头及其制作方法。
背景技术
锤式破碎机主要用在冶金、矿山、建材、化工和电力等工业部门进行中碎和细碎矿石、石灰石、煤或其它中等硬度以下的脆性物料。但是，破碎机的锤头是容易磨损的易损件，其材质的选择也比较困难。尤其是单重在150N至350N之间的中、小锤头，在用于承受中等冲击力、破碎中等硬度物料时，锤头材质的选择十分矛盾。如选用高锰钢材质，由于冲击硬化不充分，表面硬度低，锤头磨损快，寿命短；选用高铬铸铁材质又存在韧性差、易断裂、不安全等问题。
据以上分析，要选择理想材质是困难的，可以说，单一的材质很难满足既耐磨韧性又好的要求。另外，根据锤式破碎机锤头的工作特点，锤头应有一定长度的柄部来连接和支撑锤头的端部，并以此使端部获得较大的离心力来冲击破碎物料。一般来说，当锤头用来破碎的端部尺寸越长，锤头金属材料的利用率就越高，其破碎的物料也就越多。
专利号为201020680596.1的实用新型专利中公开了一种破碎机复合耐磨锰钢锤头，包括锰钢锤头本体，在锰钢锤头本体的工作面上设置有高铬条块，所述的高铬条块是指焊接在锰钢锤头本体端头工作面上的高铬条和焊接在锰钢锤头本体侧面工作面上的高铬块，所述的锰钢锤头本体基体材质采用高锰钢或超高锰钢系列钢种，在锰钢锤头本体的基体内根据需要可分布有合金棒，具有使物料在破碎过程中能提高锤头使用寿命的优点。
专利号为90104778.3的发明专利中公开了一种复合式钢结硬质合金锤头及其制造工艺，该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。
然而，上述现有技术得到的锤式破碎机锤头中，其在耐磨性能、使用寿命等方面还不能很好的满足现有生产的需求。
发明内容
本发明目的在于克服上述技术的缺点，提供一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头及其制作方法；该锤头的头部和柄部采用不同的材料通过消失模铸造而成，生产的锤头具有较好的耐磨性能、较长的使用寿命。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，所述锤头包括头部和柄部，所述锤头的头部采用高铬铸铁通过消失模铸造而成，所述锤头的柄部采用高锰钢通过消失模铸造而成；所述锤头头部的工作面上嵌设有若干条陶瓷增强条，所述陶瓷增强条的端部与所述锤头头部的工作面齐平；所述锤头的柄部设有第一安装孔和第二安装孔，所述的第一安装孔和第二安装孔为相连设置；所述头部与柄部之间、所述头部与头部内嵌设的陶瓷增强条之间均为冶金结合。
对于所述锤头头部材质的进一步限定，所述锤头的头部采用高铬铸铁消失模铸造而成，所述高铬铸铁的化学组成及其质量分数为：C：2.8～3.5％、Si：0.5～0.7％、S：0.03～0.05％、P：0.04～0.06％、Mn：0.8～1.2％、Cu：0.4～0.6％、Cr：24.5～27.5％、Mo：0.4～0.6％、V：0.1～0.2％、W：0.5～0.8％，余量为Fe。
对于所述锤头柄部材质的进一步限定，所述锤头的柄部采用高锰钢消失模铸造而成，所述高锰钢的化学组成及其质量分数为：C：1.1～1.3％、Mn：12.0～14.5％、Cr：2.0～2.5％、Si：0.5～0.8％、Mo：0.25～0.45％、B：0.45～0.65％、Ti：0.15～0.25％、Ni：0.01～0.09％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。
对于所述陶瓷加强条的进一步限定，所述的陶瓷加强条主要由TiC、TiB2/TiC陶瓷颗粒或者TiB2/TiN陶瓷颗粒构成；所述陶瓷颗粒之间的结合均为冶金结合。
进一步地，所述的陶瓷加强条为柱状结构。
进一步地，所述锤头头部的工作面为弧形面。
一种所述的可调节安装位置的耐磨破碎机锤头的制作方法，所述的制作方法包括头部高铬铸铁的制作方法和柄部高锰钢的制作方法；
所述的高铬铸铁头部的制作方法为：将普通废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼，铁液熔清后加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合要求；完全熔化后升温至1450～1500℃进行扒渣处理；采用包内冲入法对脱氧后的铁液进行变质处理，在浇注包的底部预先加入占铁液质量0.25～0.35％的稀土、0.2～0.4％的钒铁，其粒度小于6mm，并在上述材料上覆盖铁屑或钢板；当在出钢过程中，将占钢液质量为1.00～1.40％的碳化钨颗粒自始至终均匀地随流加入，出钢结束后，人工搅拌，静置2～3分钟将高铬铸铁铁液浇入锤头头部消失模中形成锤头的头部铸件；浇注后，待锤头头部铸件冷却到970～980℃时，将锤头头部铸件从消失模砂箱中吊出空冷，室温后清除冒口，装入箱式电阻炉中加热至220℃保温2小时后出炉空冷。
所述的高锰钢柄部的制作方法为：将废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃后进行扒渣处理，扒渣处理采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3～0.35％；选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；将钢水温度控制在1500～1550℃后，浇入锤头柄部消失模中，浇注温度控制在1480～1500℃，保温时间为2～3小时；浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1110℃下保温3～4小时后，将温度降至250～300℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
所述锤头的高铬铸铁头部和高锰钢柄部铸造完成以后，头部与柄部之间再通过适量的高锰钢液浇注结合。
进一步地，所述的头部消失模的制作方法如下：首先，用铝合金制作成型锤头头部聚苯乙烯泡沫塑料模的模具；然后，将浇注系统、冒口粘贴在泡沫塑料模非配合面上；其次，涂敷耐火涂料，进入温度为50℃的烘房烘干；接着，将烘干后的整体消失模埋入干砂中，在振动频率为50～60Hz、振幅为1～2mm、加速度为1～2g参数范围内进行振实；最后，将高铬铸铁铁液浇入消失模中形成锤头头部铸件，高铬铸铁铁液浇注温度为1430～1460℃，负压真空度为0.02～0.04Mpa。
进一步地，所述柄部消失模的制作方法如下：首先，用可发性聚苯乙烯泡沫塑料板加工制成柄部消失模，在消失模上粘贴浇口与冒口，将所述消失模浸泡在合金溶液中，使得所述模具的外层形成合金层；将所述消失模置于50～55℃下烘干；接着，将所述模具放置在砂箱内，在震动频率为60～70Hz、振幅为2～3mm、加速度为2～3g参数范围内进行振实；浇注前，先开启真空泵，在负压环境下使用高锰钢金属液将完成填砂的模具浇铸成型。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的破碎机锤头及其制作方法具有以下优势：(1)锤头的柄部设置有第一安装孔和第二安装孔，当锤头的端部磨损了一定长度后，通过移动安装位置功能继续使用，相当于更换了新锤头，从而延长锤头的使用寿命；(2)锤头的头部采用高铬铸铁，使锤头具有足够的耐磨性，而锤头的柄部采用高锰钢，使其具有足够的强韧性，克服了单一材料制作锤头的缺点；(3)锤头的头部和柄部分别采用消失模铸造制作，消失模铸造是一种近无余量的铸造工艺，其工艺简单、生产效率高、铸件精度好、质量稳定可靠，并解决了传统镶嵌铸造法制作破碎机锤头生产环境恶劣的根本问题；(4)锤头头部嵌设有陶瓷加强条，进一步增加了头部的耐磨性能，从而延长其使用寿命。
附图说明
图1为本发明的破碎机锤头的结构示意图。
其中，1-第一安装孔；2-第二安装孔；3-柄部；4-头部；5-陶瓷加强条；6-工作面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例
如图1所示，一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，所述锤头包括头部4和柄部3，所述锤头的头部4采用高铬铸铁通过消失模铸造而成，所述锤头的柄部3采用高锰钢通过消失模铸造而成；所述锤头头部4的工作面6上嵌设有若干条陶瓷增强条，所述陶瓷增强条的端部与所述锤头头部4的工作面6齐平；所述锤头的柄部3设有第一安装孔1和第二安装孔2，所述的第一安装孔1和第二安装孔2为相连设置；所述头部4与柄部3之间、所述头部4与头部4内嵌设的陶瓷增强条之间均为冶金结合。所述锤头头部4的工作面6为弧形面。所述的陶瓷加强条5主要由TiC、TiB2/TiC陶瓷颗粒或者TiB2/TiN陶瓷颗粒构成；所述陶瓷颗粒之间的结合均为冶金结合。所述的陶瓷加强条5为柱状结构。
所述锤头的头部4采用高铬铸铁消失模铸造而成，所述高铬铸铁的化学组成及其质量分数为：C：2.8～3.5％、Si：0.5～0.7％、S：0.03～0.05％、P：0.04～0.06％、Mn：0.8～1.2％、Cu：0.4～0.6％、Cr：24.5～27.5％、Mo：0.4～0.6％、V：0.1～0.2％、W：0.5～0.8％，余量为Fe。
所述锤头的柄部3采用高锰钢消失模铸造而成，所述高锰钢的化学组成及其质量分数为：C：1.1～1.3％、Mn：12.0～14.5％、Cr：2.0～2.5％、Si：0.5～0.8％、Mo：0.25～0.45％、B：0.45～0.65％、Ti：0.15～0.25％、Ni：0.01～0.09％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。
一种所述的可调节安装位置的耐磨破碎机锤头的制作方法，所述的制作方法包括头部高铬铸铁的制作方法和柄部高锰钢的制作方法；
所述的高铬铸铁头部4的制作方法为：将普通废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼，铁液熔清后加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合要求；完全熔化后升温至1450～1500℃进行扒渣处理；采用包内冲入法对脱氧后的铁液进行变质处理，在浇注包的底部预先加入占铁液质量0.25～0.35％的稀土、0.2～0.4％的钒铁，其粒度小于6mm，并在上述材料上覆盖铁屑或钢板；当在出钢过程中，将占钢液质量为1.00～1.40％的碳化钨颗粒自始至终均匀地随流加入，出钢结束后，人工搅拌，静置2～3分钟将高铬铸铁铁液浇入锤头头部消失模中形成锤头的头部铸件；浇注后，待锤头头部铸件冷却到970～980℃时，将锤头头部铸件从消失模砂箱中吊出空冷，室温后清除冒口，装入箱式电阻炉中加热至220℃保温2小时后出炉空冷。
所述的高锰钢柄部3的制作方法为：将废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃后进行扒渣处理，扒渣处理采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3～0.35％；选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；将钢水温度控制在1500～1550℃后，浇入锤头柄部消失模中，浇注温度控制在1480～1500℃，保温时间为2～3小时；浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1110℃下保温3～4小时后，将温度降至250～300℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
所述锤头的高铬铸铁头部4和高锰钢柄部3铸造完成以后，头部4与柄部3之间再通过适量的高锰钢液浇注结合。
所述的头部消失模的制作方法如下：首先，用铝合金制作成型锤头头部聚苯乙烯泡沫塑料模的模具；然后，将浇注系统、冒口粘贴在泡沫塑料模非配合面上；其次，涂敷耐火涂料，进入温度为50℃的烘房烘干；接着，将烘干后的整体消失模埋入干砂中，在振动频率为50～60Hz、振幅为1～2mm、加速度为1～2g参数范围内进行振实；最后，将高铬铸铁铁液浇入消失模中形成锤头头部铸件，高铬铸铁铁液浇注温度为1430～1460℃，负压真空度为0.02～0.04Mpa。
所述柄部消失模的制作方法如下：首先，用可发性聚苯乙烯泡沫塑料板加工制成柄部消失模，在消失模上粘贴浇口与冒口，将所述消失模浸泡在合金溶液中，使得所述模具的外层形成合金层；将所述消失模置于50～55℃下烘干；接着，将所述模具放置在砂箱内，在震动频率为60～70Hz、振幅为2～3mm、加速度为2～3g参数范围内进行振实；浇注前，先开启真空泵，在负压环境下使用高锰钢金属液将完成填砂的模具浇铸成型。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，其特征在于：所述锤头包括头部和柄部，所述锤头的头部采用高铬铸铁通过消失模铸造而成，所述锤头的柄部采用高锰钢通过消失模铸造而成；所述锤头头部的工作面上嵌设有若干条陶瓷增强条，所述陶瓷增强条的端部与所述锤头头部的工作面齐平；所述锤头的柄部设有第一安装孔和第二安装孔，所述的第一安装孔和第二安装孔为相连设置；所述头部与柄部之间、所述头部与头部内嵌设的陶瓷增强条之间均为冶金结合。
2.根据权利要求1所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，其特征在于：所述锤头的头部采用高铬铸铁消失模铸造而成，所述高铬铸铁的化学组成及其质量分数为：C：2.8～3.5％、Si：0.5～0.7％、S：0.03～0.05％、P：0.04～0.06％、Mn：0.8～1.2％、Cu：0.4～0.6％、Cr：24.5～27.5％、Mo：0.4～0.6％、V：0.1～0.2％、W：0.5～0.8％，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，其特征在于：所述锤头的柄部采用高锰钢消失模铸造而成，所述高锰钢的化学组成及其质量分数为：C：1.1～1.3％、Mn：12.0～14.5％、Cr：2.0～2.5％、Si：0.5～0.8％、Mo：0.25～0.45％、B：0.45～0.65％、Ti：0.15～0.25％、Ni：0.01～0.09％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，其特征在于：所述的陶瓷加强条主要由TiC、TiB2/TiC陶瓷颗粒或者TiB2/TiN陶瓷颗粒构成；所述陶瓷颗粒之间的结合均为冶金结合。
5.根据权利要求1所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，其特征在于：所述的陶瓷加强条为柱状结构。
6.根据权利要求1所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头，其特征在于：所述锤头头部的工作面为弧形面。
7.一种根据权利要求1至6中任意一项所述的可调节安装位置的耐磨破碎机锤头的制作方法，其特征在于：所述的制作方法包括头部高铬铸铁的制作方法和柄部高锰钢的制作方法；
所述的高铬铸铁头部的制作方法为：将普通废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼，铁液熔清后加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合要求；完全熔化后升温至1450～1500℃进行扒渣处理；采用包内冲入法对脱氧后的铁液进行变质处理，在浇注包的底部预先加入占铁液质量0.25～0.35％的稀土、0.2～0.4％的钒铁，其粒度小于6mm，并在上述材料上覆盖铁屑或钢板；当在出钢过程中，将占钢液质量为1.00～1.40％的碳化钨颗粒自始至终均匀地随流加入，出钢结束后，人工搅拌，静置2～3分钟将高铬铸铁铁液浇入锤头头部消失模中形成锤头的头部铸件；浇注后，待锤头头部铸件冷却到970～980℃时，将锤头头部铸件从消失模砂箱中吊出空冷，室温后清除冒口，装入箱式电阻炉中加热至220℃保温2小时后出炉空冷；
所述的高锰钢柄部的制作方法为：将废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃后进行扒渣处理，扒渣处理采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3～0.35％；选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；将钢水温度控制在1500～1550℃后，浇入锤头柄部消失模中，浇注温度控制在1480～1500℃，保温时间为2～3小时；浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1110℃下保温3～4小时后，将温度降至250～300℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
8.根据权利要求7所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头的制作方法，其特征在于：所述锤头的高铬铸铁头部和高锰钢柄部铸造完成以后，头部与柄部之间再通过适量的高锰钢液浇注结合。
9.根据权利要求7所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头的制作方法，其特征在于：所述的头部消失模的制作方法如下：首先，用铝合金制作成型锤头头部聚苯乙烯泡沫塑料模的模具；然后，将浇注系统、冒口粘贴在泡沫塑料模非配合面上；其次，涂敷耐火涂料，进入温度为50℃的烘房烘干；接着，将烘干后的整体消失模埋入干砂中，在振动频率为50～60Hz、振幅为1～2mm、加速度为1～2g参数范围内进行振实；最后，将高铬铸铁铁液浇入消失模中形成锤头头部铸件，高铬铸铁铁液浇注温度为1430～1460℃，负压真空度为0.02～0.04Mpa。
10.根据权利要求7所述的一种可调节安装位置的耐磨破碎机锤头的制作方法，其特征在于：所述柄部消失模的制作方法如下：首先，用可发性聚苯乙烯泡沫塑料板加工制成柄部消失模，在消失模上粘贴浇口与冒口，将所述消失模浸泡在合金溶液中，使得所述模具的外层形成合金层；将所述消失模置于50～55℃下烘干；接着，将所述模具放置在砂箱内，在震动频率为60～70Hz、振幅为2～3mm、加速度为2～3g参数范围内进行振实；浇注前，先开启真空泵，在负压环境下使用高锰钢金属液将完成填砂的模具浇铸成型。
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