CN106521328A - 一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法 - Google Patents

一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法，包括：铸型；砂型设置锤柄、锤头浇注系统；高铬铸铁和低碳合金钢进行熔炼，锤柄部位采用低碳合金钢材料，锤头部位采用高铬铸铁材料；先浇注锤柄，然后根据锤头的重量大小，间隔3‑15秒后，在砂模型腔的低合金钢液面，加入粘合剂，然后开始浇注高铬合金；浇注完成后，静置，待钢液冷却凝固后即可得到复合锤头的半成品；对复合锤头的半成品进行热处理，最后得到复合锤头的产品。本发明通过在工艺中加入粘合剂，在两种金属分界处生成组织致密、无缩孔、疏松高强度熔合层，加强两种金属的结合强度。

Description

一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法
技术领域
本发明涉及锤式破碎机领域，具体涉及一种锤式破碎机中使用的锤头，尤其涉及一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法。
背景技术
在冶金、矿山、建材和机械行业中，有许多机器的零部件是在极其恶劣的工况下服役的，这就不仅要求零部件具有高的耐磨性，而且具有高的强韧性。对此，采用复合铸造技术生产的双金属耐磨材料，可使铸件能同时拥有高的耐磨性和高的强韧性，可大幅提高机器零部件的使用寿命。
双金属复合铸造技术是指把两种或两种以上具有不同组织和性能特征的金属材料铸造成完整的铸件，使铸件的不同部位具有不同的性能特征，以满足不同工况的使用要求。通常在双金属复合铸件中，要求一种合金具有较高的力学性能，另一种合金具有耐磨、耐蚀、耐热等特殊的使用性能。
锤式破碎机的锤头在冶金、矿山、电力、水泥、石化等工作中已被广泛使用，因其工况条件恶劣，锤头需具有高的耐磨性和韧性。经过实践验证，双金属复合铸造技术制造的锤头最为适宜。
但现有的双金属复合锤头的制造方法，无论是固液双金属工艺还是双液双金属工艺，都只是依靠两种金属，自身的相互融合渗透来结合，由于两种金属自身性能的差异，导致双金属结合部位的铸造缺陷较多且结合部位强度偏低，在生产中表现为，工艺难控制，成品率低；在使用中表现为，双金属结合部位易出现破损、崩块的现象，甚至断裂。这种现象极大地降低了锤头的使用寿命，有时还会因锤头断裂造成设备的损毁。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种改善两种金属结合处的铸造性能，减少铸造缺陷的双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法。
为了达到上述发明目的，采取的技术方案如下：
一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法，包括以下步骤：
a.根据破碎锤头的外形尺寸，采用水玻璃自硬石英砂组芯造型，并在砂型表面涂刷锆英粉醇基快干涂料；
b.在砂型低位设置锤柄浇注系统，在砂型顶部设置锤头浇注系统，且锤柄浇注系统的浇口上平面与锤头和锤柄的结合位相水平；
c.采用两台中频炉同时对高铬铸铁和低碳合金钢进行熔炼，锤柄部位采用低碳合金钢材料，锤头部位采用高铬铸铁材料；
所述低碳合金钢的化学成分由下列以质量百分数计的各元素组成：
C:0.3～0.6； Si:0.17～0.37； Mn:＜0.6；
Cr:0.8～1.1； Mo:0.15～0.33； S 、P:＜0.04，余量为铁；
所述高铬铸铁的化学成分由下列以质量百分数计的各元素组成：
C:2.2～3.0； Si:＜0.3～0.8； Mn:＜0.4～1.0；
Cr:18.00～22.00； Mo:0 .80～2 .00； Ni：0.4～0.9；
Re:0.15～0.3； S 、P:＜0.04； 余量为铁；
将上述高铬铸铁和低碳合金钢分别进行熔炼后，均用铝线脱氧；
d.先通过锤柄浇注系统浇注低合金钢液，当钢水注满低位浇注系统后停止浇注低合金钢液，低合金钢液的浇注温度空制在1550-1580℃；
e.然后根据锤头的重量大小，间隔3-15秒后，在砂模型腔中的低合金钢液面，加入粘合剂，然后开始浇注高铬合金，高铬合金的浇注温度控制在1480-1520℃；
f.浇注完成后，铸件在砂箱中静置6-8小时，待钢液冷却凝固后，打砂清理，即可得到复合锤头的半成品；
g.对复合锤头的半成品进行热处理，所述热处理的工艺包括：
先对复合锤头的半成品进行淬火，为减少在升温过程中由于应力叠加而产生开裂，待加热到320-350℃和700-720℃时，分别保温停留1-2小时；然后再加热至950-980℃，保温2-4小时，然后出炉空冷，冷却完全后进行回火，回火温度450-460℃，保温时间2-4小时，最后得到复合锤头的产品。
本发明的有益效果：本发明通过在工艺中加入粘合剂，通过第三种材料使得在双液结合界面，发生一系列的物理和化学变化，改变两种金属的熔合状态，在两种金属分界处生成0.3-0.5毫米的组织致密、无缩孔、无疏松高强度熔合层，加强了两种金属的结合强度。同时，先浇注低合金钢液后，加入粘合剂，粘合剂覆盖钢液表面，不仅能够起到清洁两种材质金属液的结合面，而且还能起到阻止钢液表面的氧化的作用，避免结合面出现冷隔夹渣，改善了两种金属结合处的铸造性能，减少铸造缺陷。
附图说明
图1为本发明双液双金属复合浇注破碎锤头的结构示意图；
图2为本发明一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法中涉及的步骤b的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明的技术方案作进一步的的详细说明。
一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法，包括以下步骤：
a.根据破碎锤头的外形尺寸，采用水玻璃自硬石英砂组芯造型，并在砂型表面涂刷锆英粉醇基快干涂料；
b.在砂型低位设置锤柄浇注系统1，在砂型顶部设置锤头浇注系统2，且锤柄浇注系统1的浇口上平面与锤头和锤柄的结合位相水平；如图2所示。
c.采用两台中频炉同时对高铬铸铁和低碳合金钢进行熔炼，锤柄部位3采用低碳合金钢材料，锤头部位4采用高铬铸铁材料；如图1所示。
所述低碳合金钢的化学成分由下列以质量百分数计的各元素组成：
C:0.3～0.6； Si:0.17～0.37； Mn:＜0.6；
Cr:0.8～1.1； Mo:0.15～0.33； S 、P:＜0.04，余量为铁；
所述高铬铸铁的化学成分由下列以质量百分数计的各元素组成：
C:2.2～3.0； Si:＜0.3～0.8； Mn:＜0.4～1.0；
Cr:18.00～22.00； Mo:0 .80～2 .00； Ni：0.4～0.9；
Re:0.15～0.3； S 、P:＜0.04； 余量为铁；
将上述高铬铸铁和低碳合金钢分别进行熔炼后，均用铝线脱氧；
d. 先通过锤柄浇注系统1浇注低合金钢液，当钢水注满低位浇注系统后停止浇注低合金钢液，低合金钢液的浇注温度空制在1550-1580℃；
e.然后根据锤头的重量大小，间隔3-15秒后，在砂模型腔中的低合金钢液面，加入粘合剂，然后开始浇注高铬合金，高铬合金的浇注温度控制在1480-1520℃；
所述的粘合剂由哈德托普华亨（山西）耐磨铸业有限公司生产，并可在市场中购买。
f.浇注完成后，铸件在砂箱中静置6-8小时，待钢液冷却凝固后，打砂清理，即可得到复合锤头的半成品；
g.对复合锤头的半成品进行热处理，所述热处理的工艺包括：
先对复合锤头的半成品进行淬火，为减少在升温过程中由于应力叠加而产生开裂，待加热到320-350℃和700-720℃时，分别保温停留1-2小时；然后再加热至950-980℃，保温2-4小时，然后出炉空冷，冷却完全后进行回火，回火温度450-460℃，保温时间2-4小时，最后得到复合锤头的产品。
本发明通过在工艺中加入粘合剂，通过第三种材料来促进融合和改善铸造性能，使得在双液结合界面，发生一系列的物理和化学变化，改变两种金属的熔合状态，提高Cr、C、Mo等元素的扩散活性，使相同条件下Cr、C、Mo等元素扩散速度更快，增加扩散层厚度，在两种金属分界处生成0.3-0.5毫米的组织致密、无缩孔、无疏松高强度熔合层5，加强了两种金属的结合强度。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (1)

1.一种双液双金属复合浇注破碎锤头的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据破碎锤头的外形尺寸，采用水玻璃自硬石英砂组芯造型，并在砂型表面涂刷锆英粉醇基快干涂料；
在砂型低位设置锤柄浇注系统，在砂型顶部设置锤头浇注系统，且锤柄浇注系统的浇口上平面与锤头和锤柄的结合位相水平；
采用两台中频炉同时对高铬铸铁和低碳合金钢进行熔炼，锤柄部位采用低碳合金钢材料，锤头部位采用高铬铸铁材料；
所述低碳合金钢的化学成分由下列以质量百分数计的各元素组成：
C:0.3～0.6； Si:0.17～0.37； Mn:＜0.6；
Cr:0.8～1.1； Mo:0.15～0.33； S 、P:＜0.04，余量为铁；
所述高铬铸铁的化学成分由下列以质量百分数计的各元素组成：
C:2.2～3.0； Si:＜0.3～0.8； Mn:＜0.4～1.0；
Cr:18.00～22.00； Mo:0 .80～2 .00； Ni：0.4～0.9；
Re:0.15～0.3； S 、P:＜0.04； 余量为铁；
将上述高铬铸铁和低碳合金钢分别进行熔炼后，均用铝线脱氧；
先通过锤柄浇注系统浇注低合金钢液，当钢水注满低位浇注系统后停止浇注低合金钢液，低合金钢液的浇注温度空制在1550-1580℃；
然后根据锤头的重量大小，间隔3-15秒后，在砂模型腔中的低合金钢液面，加入粘合剂，然后开始浇注高铬合金，高铬合金的浇注温度控制在1480-1520℃；
浇注完成后，铸件在砂箱中静置6-8小时，待钢液冷却凝固后，打砂清理，即可得到复合锤头的半成品；
对复合锤头的半成品进行热处理，所述热处理的工艺包括：
先对复合锤头的半成品进行淬火，为减少在升温过程中由于应力叠加而产生开裂，待加热到320-350℃和700-720℃时，分别保温停留1-2小时；然后再加热至950-980℃，保温2-4小时，然后出炉空冷，冷却完全后进行回火，回火温度450-460℃，保温时间2-4小时，最后得到复合锤头的产品。
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