CN105233925B

CN105233925B - 反击式破碎机板锤

Info

Publication number: CN105233925B
Application number: CN201510704354.9A
Authority: CN
Inventors: 谷玉胜
Original assignee: Guizhou Dongfeng Antimony Industry Ltd By Share Ltd
Current assignee: Guizhou Dongfeng antimony industry Limited by Share Ltd
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2018-03-27
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: CN105233925A

Abstract

本发明公开了一种反击式破碎机板锤，包括板锤本体，板锤本体分为上中下三个部分，所述板锤上部和板锤下部为六边形并作为打击部分，上面镶铸有一合金材料层，所述板锤中部左右两侧分别设有偏离板锤中部中间位置且用于板锤卡接的卡勾；所述板锤上部和下部上的凸角为倒圆凸角，合金材料层的末端处需焊接，所选焊条为耐磨焊条，焊后的焊接金属熔覆在合金材料层和板锤本体上，所述卡勾均呈60°，接触面呈25°，并向外突出20‑21.5mm。在一定的成本范围内，大幅提高其耐磨性和持久性，通过合理的结构布置，减少板锤的磨损，增加板锤的使用寿命；另外，通过优化的工艺设计，稳固板锤性能和尺寸，减小检修次数，提高工作效率。

Description

反击式破碎机板锤

技术领域

本发明涉及矿山机械领域，特别是一种反击式破碎机板锤。

背景技术

板锤是破碎机用于破碎板锤的重要部件，板锤磨损是破碎机的主要失效形式，一般板锤的使用寿命短，消耗量大．需要储备大量的备件才能维持正常生产，生产成本高，造成板锤使用寿命短的原因一般有两个：一是板锤材料选择不当。板锤材料应该采用耐磨合金材料，可是现有的板锤一般都采用高锰钢制作，高锰钢锤式破碎机锤头具有韧性好，工艺性好，价格低，其主要特点是在较大的冲击或接触应力的作用下，表面层将迅速产生加工硬化，其加工硬化指数比其它材料高5—7 倍，耐磨性得到较大的提高，但是高锰钢锤头对破碎机整体性能要求较高，如果在实际工作中物理冲击力不够或接触应力小，则不能使表面迅速产生加工硬化，从而发挥不出其应有的耐磨性；因此又有人提出高铬合金破碎机板锤，高铬耐磨板锤特点是韧性好、强度高、工艺性好，有一定的硬度, 高烙锤头，在较大的冲击或接触应力作用下表面层将迅速产生剧烈的加工硬化．大大提高表面硬度和耐磨性能，但高铬合金韧性较差，在没有锤架支撑的情况下容易发生断裂。依然不能克服单一材料的缺点。

高钒耐磨合金材料在国内已发展十年有余，其具有优良的耐磨性，良好的基体组织，优异的机械性能，因此作为新一代耐磨材料，高钒耐磨合金一直以来都备受关注，在国内，高钒耐磨合金材料正处于研制、开发和生产应用的起步阶段，现已被用于轧辊、球磨机衬板和转子体等多种耐磨件中，但应用在板锤上还是太少，为了提高板锤的耐磨性，板锤成分逐渐向高碳高钒方向发展，而现如今，钒钛合金被誉为第三代钒合金，如何更好地应用钒钛合金也是科研人员一直研究的方向。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种反击式破碎机板锤，在一定的成本范围内，大幅提高其耐磨性和持久性，通过合理的结构布置，减少板锤的磨损，增加板锤的使用寿命；另外，通过优化的工艺设计，稳固板锤性能和尺寸，减小检修次数，提高工作效率。

本发明采用的技术方案如下：一种反击式破碎机板锤，包括板锤本体，其特征在于，板锤本体分为上中下三个部分，所述板锤上部和板锤下部为六边形并作为打击部分，上面镶铸有一合金材料层，所述板锤中部左右两侧分别设有偏离板锤中部中间位置且用于板锤卡接的卡勾。

进一步，所述板锤上部和下部上的凸角为倒圆凸角，合金材料层的末端处需焊接，所选焊条为耐磨焊条，焊后的焊接金属熔覆在合金材料层和板锤本体上。

进一步，所述合金材料层为高钒耐磨合金材料层，由高钒耐磨合金钢制成，所述高钒耐磨合金钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为1.7-2.0%，铬为5.0-6.0%，锰为0.12-0.18%，钒为14.0-15.5%，钛为1.2-2.0%，钼为1.5-2.1%，镍为2.4-2.7%，硅为0.2-0.4%，稀土为0.66-1.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。

进一步，所述合金材料层与板锤镶嵌工艺包括以下几个步骤：

步骤1、用中频感应电炉熔炼高钒耐磨合金钢，金属炉料加入顺序为生铁、废钢、钼铁、镍铁、硅铁、锰铁、钒铁、铬铁，熔炼温度达到1610℃时，进行脱氧，然后再加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钛铁，熔炼快结束时，最后加入稀土和硼，使高钒耐磨合金钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分，准备浇注；

步骤2、造型工艺，将预处理好的板锤置入砂箱中，造型工艺选用二氧化碳水玻璃砂工艺，吃砂量不超过80mm，箱内用定位销定位，箱外用合箱线定位，涂料用镁砂粉涂料涂刷两层；

步骤3、镶嵌浇注，控制钢水温度，浇注温度为1540-1560℃，然后保温24h，打开砂箱，切除冒口，修整毛边；

步骤4、热处理，对成型后的板锤（9）的上部和下部进行热处理，其热处理工艺为:910℃正火+900℃淬火+270℃回火，热处理完后，放入冷冻箱中深冷至-40℃，冷冻4-5h；

步骤5、焊接填补，在镶嵌工艺结束后，在形成的合金材料层的末端与板锤本体形成的凹陷处，用耐磨焊条焊接填补，焊后清渣打磨，使其表面曲线圆滑过渡。

进一步，所述板锤本体采用低合金耐磨钢制成，所述低合金耐磨钢为马氏体-贝氏体钢，优选为Cr-Mn-B系空冷贝氏体钢，优化其热处理工艺为910℃正火+900℃淬火+270℃回火,。

进一步，对板锤本体上的卡勾进行局部渗碳工艺，即其渗碳工艺为：用高频淬火感应线圈对卡勾进行局部加热，加热温度到920℃，对卡勾进行渗碳处理，渗碳速度保持在0.3-0.5mm/h，渗碳深度达到17-19mm，使卡勾表面含碳量达到0.8-1.0%，然后空冷至室温。

由于上述板锤的设置，通过板锤上部的打击部分先进行工作，由于改进了打击部分的形状，使得打击部分磨损的速度保持一致，当上端的打击部分磨损得无法工作时，将板锤调转一个方向，再使用较短的一端的打击部分进行工作，与现有的板锤相比由于该端打击部分较短，因此打击部分重量较轻，且卡接部分的卡勾与板锤座之间完全契合，使得整个板锤能够保持一个相对平衡的状态进行工作，不会发生板锤松动和偏出的情况，板锤中部的卡勾采用不对称结构，提高了卡勾的卡接效果，加强了卡接的紧密性。同时，为了提高卡勾在工作状态时其耐磨性，通过局部渗碳工艺对其进行局部渗碳，大幅提高其耐磨性和硬度，与原来的板锤相比大大减少了在卡接部分上的耗材，因此也大大节约了制作成本、结构精巧、耐用性强、材料消耗少、成本较低的特点。考虑提高板锤的耐磨性和持久性，通过镶嵌合金材料来大幅提高其性能，特制合金材料的合金元素，得到想要的性能，规避其不需要的缺陷，同时，为了解决不同材质其结合度不好的问题，选择同类母材，然后通过镶嵌工艺和优化热处理工艺可大大提高该板锤各方面的性能，如耐磨性、抗冲击性能，另外，为了解决合金材料层末端容易起翘脱落的问题，通过焊接的方式来巩固和强化其结合力，消除末端起边的缺陷，增加了板锤的使用寿命，从而减小零部件的更换，提高其生产效率。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、冲击韧性高，板锤对冲击载荷的抵抗能力增强，在本发明的高钒耐磨合金钢中，钒的添加量达到14.0-15.5%，钒在钢中可细化组织晶粒，提高强度和韧性，通过用摆锤式冲击试验机测定，其韧性可达到15.4J/cm²，而用高铬铸铁制成的板锤的冲击韧性一般为7.8J/cm²，韧性几乎提高了一倍，因此辊齿对冲击载荷的抵抗能力大幅增强，辊齿不易折断。

2、一定的成本范围内，大幅提高其耐磨性和持久性，通过合理的结构布置和材料结构改性，减少板锤的磨损，增加板锤的使用寿命，通过优化工艺设计，稳固板锤性能和尺寸，减小检修次数，提高工作效率。

3、本发明反击式破碎机板锤，结构简单，操作简便，使用便捷，使用范围广，适合推广应用。

附图说明

图1是本发明的一种反击式破碎机板锤结构示意图。

图中标记：1-板锤本体、2-合金材料层、3-焊缝金属、4-卡勾、5-板锤中部、6-板锤上部、7-板锤下部。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种反击式破碎机板锤，包括板锤本体1，板锤本体分为上中下三个部分，所述板锤上部6和板锤下部7为六边形并作为打击部分，上面镶铸有一合金材料层2，所述板锤中部5左右两侧分别设有偏离板锤中部5中间位置且用于板锤卡接的卡勾4；所述板锤上部和下部上的凸角为倒圆凸角，合金材料层2的末端处需焊接，所选焊条为耐磨焊条，焊后的焊接金属3熔覆在合金材料层2和板锤本体1上。

由于上述板锤的设置，通过板锤上部6的打击部分先进行工作，由于改进了打击部分的形状，使得打击部分磨损的速度保持一致，当上端的打击部分磨损得无法工作时，将板锤调转一个方向，再使用较短的一端的打击部分进行工作，与现有的板锤相比由于该端打击部分较短，因此打击部分重量较轻，且卡接部分的卡勾4与板锤座之间完全契合，使得整个板锤能够保持一个相对平衡的状态进行工作，不会发生板锤松动和偏出的情况，板锤中部5的卡勾4采用不对称结构，提高了卡勾4的卡接效果，加强了卡接的紧密性。为了解决不同材质其结合度不好的问题，选择同类母材，然后通过镶嵌工艺和优化热处理工艺可大大提高该板锤各方面的性能，如耐磨性、抗冲击性能，另外，为了解决合金材料层2末端容易起翘脱落的问题，通过焊接的方式来巩固和强化其结合力，消除末端起边的缺陷，增加了板锤的使用寿命，从而减小零部件的更换，提高其生产效率。

在本发明中，所述合金材料层2为高钒耐磨合金材料层，由高钒耐磨合金钢制成，所述高钒耐磨合金钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为1.7%，铬为6.0%，锰为0.18%，钒为15.5%，钛为1.2%，钼为1.5%，镍为2.4%，硅为0.4%，稀土为1.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。

在本发明的一个实施例中，合金材料层2中的高钒耐磨合金钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为1.8%，铬为5.0%，锰为0.15%，钒为14.0%，钛为1.8%，钼为2.1%，镍为2.7%，硅为0.3%，稀土为0.66%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。

在本发明的一个实施例中，合金材料层2中的高钒耐磨合金钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为2.0%，铬为5.5%，锰为0.12%，钒为15.0 %，钛为2.0%，钼为1.7%，镍为2.8%，硅为0.2%，稀土为1.31 %，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。

在本发明中，所述合金材料层与板锤镶嵌工艺包括以下几个步骤：

步骤4、热处理，对成型后的板锤的上部和下部进行热处理，其热处理工艺为:910℃正火+900℃淬火+270℃回火，热处理完后，放入冷冻箱中深冷至-40℃，冷冻4-5h；

步骤5、焊接填补，在镶嵌工艺结束后，在形成的合金材料层2的末端与板锤本体形成的凹陷处，用耐磨焊条焊接填补，焊后清渣打磨，使其表面曲线圆滑过渡。

在本发明中，所述板锤本体1采用低合金耐磨钢制成，所述低合金耐磨钢为马氏体-贝氏体钢，优选为Cr-Mn-B系空冷贝氏体钢，优化其热处理工艺为910℃正火+900℃淬火+270℃回火,。

在本发明中，对板锤本体上的卡勾4进行局部渗碳工艺，即其渗碳工艺为：用高频淬火感应线圈对卡勾4进行局部加热，加热温度到920℃，对卡勾4进行渗碳处理，渗碳速度保持在0.3-0.5mm/h，渗碳深度达到17-19mm（优选为18mm，根据卡勾4向外凸出的长度不同，可选择17mm或19mm），使卡勾4表面含碳量达到0.8-1.0%（优选为0.85%，根据耐磨性和硬度不同，可选择0.8%或1.0%），然后空冷至室温。

通过镶嵌合金材料来大幅提高板锤性能，通过特制合金材料的合金元素，得到想要的性能，规避其不需要的缺陷，最终制得的高钒耐磨合金层中，球形或近似球形的碳化钒对基体割裂小，有利于提高材料的韧性和耐磨性，其硬度达到66.5HRC，韧性达到15.3J/cm2，其耐磨性是高锰钢的10倍，而生成的片状马氏体，使基体裂纹倾向小，有较好的抗划伤能力，能为碳化物提供有效保护，降低犁削和疲劳剥落磨损率，延长合金层的使用寿命，其使用寿命是高锰钢的5~7倍，另外，由于采用了冷却处理，可将基体中的残余奥氏体尽可能的全部转化为片状马氏体，减少了残余奥氏体对合金层耐磨性的影响，进一步加强了辊齿的耐磨性。

为了提高卡勾在工作状态时其耐磨性，通过局部渗碳工艺对其进行局部渗碳，大幅提高其耐磨性和硬度，与原来的板锤相比大大减少了在卡接部分上的耗材，因此也大大节约了制作成本、结构精巧、耐用性强、材料消耗少、成本较低的特点。

Claims

1.一种反击式破碎机板锤，包括板锤本体（1），其特征在于，板锤本体（1）分为上中下三个部分，包括板锤上部（6）、板锤下部（7）和板锤中部（5），所述板锤上部（6）和板锤下部（7）为六边形并作为打击部分，打击部分上面镶铸有一合金材料层（2），所述板锤中部（5）左右两侧分别设有偏离板锤中部（5）中间位置且用于板锤卡接的卡勾（4），所述合金材料层（2）为高钒耐磨合金材料层，由高钒耐磨合金钢制成，所述高钒耐磨合金钢的组分按重量百分比计算（以下%均表示重量百分比）为：碳为1.7-2.0%，铬为5.0-6.0%，锰为0.12-0.18%，钒为14.0-15.5%，钛为1.2-2.0%，钼为1.5-2.1%，镍为2.4-2.7%，硅为0.2-0.4%，稀土为0.66-1.53%，磷和硫的总量不超过0.035%，余量为铁及其不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的反击式破碎机板锤，其特征在于，所述板锤上部和下部上的凸角为倒圆凸角，合金材料层（2）的末端处焊接，所选焊条为耐磨焊条，焊后的焊接金属（3）熔覆在合金材料层（2）和板锤本体（1）上。

3.如权利要求2所述的反击式破碎机板锤，其特征在于，所述合金材料层（2）与板锤镶嵌工艺包括以下几个步骤：

步骤5、焊接填补，在镶嵌工艺结束后，在形成的合金材料层（2）的末端与板锤本体形成的凹陷处，用耐磨焊条焊接填补，焊后清渣打磨，使其表面曲线圆滑过渡。

4.如权利要求3所述的反击式破碎机板锤，其特征在于，所述板锤本体（1）采用低合金耐磨钢制成，所述低合金耐磨钢为Cr-Mn-B系空冷贝氏体钢，优化其热处理工艺为910℃正火+900℃淬火+270℃回火。

5.如权利要求4所述的反击式破碎机板锤，其特征在于，对板锤本体（1）上的卡勾（4）进行局部渗碳工艺，即渗碳工艺为：用高频淬火感应线圈对卡勾（4）进行局部加热，加热温度到920℃，对卡勾（4）进行渗碳处理，渗碳速度保持在0.3-0.5mm/h，渗碳深度达到17-19mm，使卡勾（4）表面含碳量达到0.8-1.0%，然后空冷至室温。