CN106834927B - 耐磨双金属复合锤头及其制备方法 - Google Patents

耐磨双金属复合锤头及其制备方法 Download PDF

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Abstract

耐磨双金属复合锤头及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。锤柄的化学组成及其质量分数％为：0.29～0.38C,1.55～1.80Si,4.1～4.4Mn,0.03～0.06Ca,0.03～0.06Ba,0.015～0.032Mg,0.08～0.12Ce,0.06～0.09Ti,<0.03S,<0.04P,余量Fe，将浇注好的锤柄置于铸型，然后浇入高硼耐磨合金熔液，获得复合锤头毛坯，经淬火和回火后，可获得耐磨双金属复合锤头，具有良好的使用效果。

Description

耐磨双金属复合锤头及其制备方法
技术领域
本发明公开了一种锤头及其制备方法，特别涉及耐磨双金属复合锤头及其制备方法，属于耐磨材料技术领域。
背景技术
锤头是锤式破碎机上的重要消耗备件，长期以来主要采用高锰钢制造，因锤头使用过程中承受的冲击不足以使高锰钢产生明显的加工硬化，导致高锰钢锤头使用寿命短，更换频繁。耐磨铸铁具有高硬度和良好的耐磨性，但存在脆性大和强韧性低的不足，直接生产锤头易发生断裂事故。
为了提高锤头综合性能，延长锤头使用寿命，中国发明专利CN104946988公开了一种消失模铸造锤头，包含如下化学成分，按元素的重量百分数计：C3.2％-4％、Si0.9％-1.4％、Mn1.0％-1.5％、Cr11.4％-12.8％、Mo0.31％-0.36％、Cu0.08％-0.14％、V0.07％-0.16％、Nb0.010％-0.020％、Ti0.03％-0.045％、W0.02％-0.05％、B0.02％-0.05％、Ce0.05％-0.08％，其余为Fe。该发明高强度破碎机锤头，在高铬合金的基础上，更多添加了锰元素，硬度得到了有效的提升，耐磨性能较目前的硬质合金锤头和高铬合金锤头都更加的优越。中国发明专利CN104625021还公开了一种破碎机锤头铸造生产方法，它涉及一种铸造破碎机锤头生产工艺，它首先采用低合金钢或普通铸钢浇注成内部锤柄，并预热随后浇注成复合锤柄，再浇铸高铬铸铁制成三金属破碎机锤头，它在原双液双金属复合法的基础上，通过包覆法铸造出复合锤柄部位，再通过浇注高铬铸铁复合锤柄与锤端部位。由于外部锤柄采用耐磨性好，内部锤柄用韧性较好的材质，因而锤柄能承受较好的物料磨损，使高铬铸铁的高耐磨性得到充分发挥，整体提高了锤头的使用寿命。中国发明专利CN 104532106还公开了属于新型耐磨材料制备技术领域的一种超细破碎机锤头耐磨材料制备方法，锤头耐磨材质的由C：3-4wt％，V：8-10wt％，W：1-3wt％，Mo：0.1-0.3wt％，P:≤0.06wt％，S：≤0.06wt％，其余为铁组成。制备过程包括进行材料配比、在酸性中频感应电炉中熔炼，加入硅铁、锰铁进行脱氧，最终加入纯铝进行脱氧，脱氧完成后立即浇入放有由纳米级稀土镁硅铁合金构成的变质剂的浇包中，用改性后耐磨材料浇注破碎机锤头，锤头的硬度在65HRC，冲击韧性在10J/cm2以上，具有良好的耐磨性和高的使用寿命。中国发明专利CN 104152816还公开了一种大型破碎机锤头，包括以下重量百分比的化学成分：C2.2—3.2％，Cr18—22％，Si0.3—0.9％，Mn1.0—2.0％，Ni0.3—1.0％，V≤0.3％，Nb≤0.2％，W0.1—0.5％，S≤0.025％，P≤0.025％，Zr0.05—0.2％，余量为铁。该发明原料易得，制作方法简单，该发明配方合理，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，适用于大型破碎机，减少了工厂更换锤头的频率，降低了劳动强度。
中国发明专利CN 103993224还公开了一种中锰钢破碎机锤头及其制备方法，包括以下重量百分比的化学成分：碳0.65—1.15％，硅0.1—0.8％，锰5—10％，钛0.05—0.2％，铝0.1—0.5％，氮0.015—0.04％，硫0.015—0.08％，磷0.015—0.08％，铈0.1—0.36％，RE0.005—0.2％，余量为铁。该发明通过降低锰碳的含量，并调整锰碳的匹配，获得较稳定的奥氏体组织的中锰钢，在非常强烈冲击工况条件下，具有足够的强韧性，其耐磨性好；该发明制作工艺简单，质量可以能稳定控制；该发明加入适量Ce，提高了锤头的结合强度；该发明韧性好，强度高，使用寿命长。中国发明专利CN103981427还公开了一种破碎机锤头及其制备方法，各组分及其重量百分比为：C：2.2-3.6％、Cr：20-24％、Mn：0.7-2.2％、Si：0.3-1.5％、Al：0.01％-0.05％、Mo：1.5-2.4％、Ni：1.4％-5.4％、Re：0.04％-0.12％，余量为Fe。该发明具有较高的强度和韧性，抗磨损性能突出，Cr提高淬透性、耐腐蚀性；Mn脱氧除气，提高铸铁的淬透性；Re提高其塑性。中国发明专利CN103898421还公开了一种破碎机锤头及其制造方法，其化学成份包括C：0.25-0.31％，Si：0.7-1.15％，Mn：1.4-1.8％，Ni：0.2-0.45％，Mo：0.2-0.3％，V：0.08-0.15％，Pb：0.06-0.15％，Zr：0.001-0.005％，Cu：0.01-0.03％，S：≤0.025％，P：≤0.025％，其余为Fe，以重量百分比计，该发明经过工艺改进，生产出来的破碎机锤头具有高韧性、耐冲击性，既具有较高硬度，耐磨性，提高了使用时间和工作安全性，有优越的工作可靠性。
中国发明专利CN103056343还公开了三金属复合铸造破碎机锤头生产工艺方法，它涉及一种铸造破碎机锤头生产工艺，它首先采用低合金钢或普通铸钢浇注成内部锤柄，并预热随后浇注成复合锤柄，再浇铸高铬铸铁制成三金属破碎机锤头，它在原双液双金属复合法的基础上，通过包覆法铸造出复合锤柄部位，再通过浇注高铬铸铁复合锤柄与锤端部位。由于外部锤柄采用耐磨性好，内部锤柄用韧性较好的材质，因而锤柄能承受较好的物料磨损，使高铬铸铁的高耐磨性得到充分发挥，整体提高了锤头的使用寿命。中国发明专利CN102676946还公开了一种分段硬度低合金钢锤头及其制造方法，属于破碎机锤头制造领域。该发明分段硬度低合金钢锤头组成C0.44～0.58％，Si1.0～1.5％,Mn0.3～0.8％，P＜0.015％,S＜0.015％,Cr0.8～1.2％，Ni0.8～1.2％，Mo0.3～0.6％，V0.1～0.15％，Al0.01～0.035％，Zr0.02～0.04％，稀土元素0.1～0.5％，余量为铁和不可避免的杂质；锤头安装端硬度HRC37～43、工作端硬度HRC54～61。该发明分段硬度的低合金钢锤头，工作端硬度高，耐磨性好，安装端部位硬度低冲击韧性好，使用过程中不易断裂，使用寿命长。中国发明专利CN103643163还公开了一种鹅卵石破碎机锤头用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳1.2-1.5、硅1.9-2.1、锰3.9-4.3、镍3.7-3.9、铬15.2-16.5、钼2.6-2.8、Ho0.18-0.23、Ta0.08-0.12、S≤0.05、P≤0.05、余量为铁。该发明合金钢具有高的硬度、耐磨性和热强高的特点，耐腐蚀，适用于破碎硬度高的锤式破碎机，如用于鹅卵石制砂机，破碎率高，耐磨损，耐热。该发明使用部分废铁作为原料，并经过二次精炼，分批投放原料，合理控制铸后热处理温度，使合金品质更稳定均一，提高综合力学性能。该发明精炼剂用于铸造生产，不会在铸件表面产生气孔，夹杂氧化物也明显降低。中国发明专利CN103627989还公开了一种矿用破碎机锤头用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳0.60-0.80、硅0.9-1.20、锰1.3-1.5、铬2.50-2.80、钼3.30-3.50、镍0.15-0.20、钒0.70-0.90、Ti0.8-1.2、Pd0.03-0.06、In0.10-0.15、S≤0.05、P≤0.05、余量为铁。该发明中碳钢具有较好的韧性和较高的硬度；同时，又因其含有钼、Ti、In多种合金元素，具有高的耐磨性；还具有红硬高、冷脆性小的特点，在高温和低温环境中均有优异的性能，适用于中小型破碎机，使用寿命比一般的低合金钢长3倍。该发明精炼剂用于铸造生产，明显提高成品率。
中国发明专利CN 103510027还公开了一种耐磨的破碎机锤头，材料为高铬锰钨合金，其中高铬锰钨合金的成分为：C＝2.1～3.2％，S＝0.3～1.0％，Mn＝2.0～3.3％，Cr＝14～18％，Mo＝0.3～0.5％，W＝0.2～0.7％，V＝0.2～1.2％，Ti、Nb＜0.1％；解决了锤式破碎机锤头磨损快，使用寿命短的问题。中国发明专利CN102806315还公开了用消失模铸造双金属双溶液复合破碎机锤头的方法，其步骤如下：由模样组成的模组中使锤柄朝下，工作面朝上设置；模样组成模组是用主浇道、内浇道、溢流槽和横浇道连接而成；溢流槽为锤柄材质，此浇口上口平面为锤柄材质的浇注分界线，上部为锤头材质的直浇口及主浇道；熔炼：同时将上述锤头材质和锤柄材质由两炉分别溶炼，锤头材质炼至1450℃出炉；锤柄材质炼至1550℃出炉；浇注：以1450℃先浇注锤柄材质钢水，随即将溢流槽流出的钢水，在砂箱外用耐火泥堵塞，接着再以1350℃浇注锤头材质铁水至直浇道顶部；待铸件凝固冷却清割浇冒口，获得双金属复合锤。
但是上述锤头产品普遍存在硬度低、耐磨性差等不足，导致锤头使用寿命短。
发明内容
本发明利用硼元素在金属熔液凝固过程中易生成高硬度硼化物的特点，在锤头的耐磨部位(锤端)，加入较多的硼元素，为了克服加入过多硼元素引起材料韧性的下降，导致锤头使用中出发生断裂，本发明采用高强度中碳硅锰合金铸钢做锤柄，用含硼耐磨合金做锤端，通过复合铸造方法结合在一起，获得耐磨双金属复合锤头。
本发明耐磨双金属复合锤头的具体制备工艺，步骤如下：
①先用中碳硅锰合金铸钢浇注复合锤头的锤柄，在与锤端相结合的锤柄部位上浇注两个直径φ18～35mm的通孔，两个通孔的间距为60～90mm，通孔位于锤柄的中心线上并垂直中心线，中碳硅锰合金铸钢的化学组成及其质量分数％为：0.29～0.38C,1.55～1.80Si,4.1～4.4Mn,0.03～0.06Ca,0.03～0.06Ba,0.015～0.032Mg,0.08～0.12Ce,0.06～0.09Ti,<0.03S,<0.04P,余量Fe；
②将铸造中碳硅锰合金铸钢锤柄进行去冒口、打磨和清砂处理后，在与锤端相结合的锤柄部位，采用喷砂、喷丸、电火花或激光进行毛化处理，使其表面粗糙度控制在Ra90.0μm～Ra120.0μm，然后在其毛化处理的表面涂覆硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的体积比为1:3，硼砂涂覆厚度为0.8～1.5mm，自然晾干后，将涂覆硼砂的锤柄置于铸型中，然后浇注含硼耐磨合金熔液，含硼耐磨合金熔液的化学组成及其质量分数％为：1.2～1.5C,1.31～1.45B,12.5～13.4Cr,2.5～2.8Mn,0.6～0.9Si,0.08～0.13N,0.08～0.12V,1.22～1.45Al,<0.04S,<0.05P,余量Fe；含硼耐磨合金熔液浇注温度为1460～1490℃，并在含硼耐磨合金熔液浇注时，随流浇入复合变质颗粒，复合变质颗粒尺寸为1.5～3.0mm，复合变质颗粒加入量占进入铸型内含硼耐磨合金熔液质量分数的0.8～1.2％，复合变质颗粒的化学组成及其质量分数％为：5.5～8.0Y,4.0～6.0Na,8.0～10.0Ti,3.0～4.5Zr,3.0～4.5Zn,6～8Al,20～25Si,余量为Fe以及不可避免的杂质元素；同时浇入的含硼耐磨合金熔液进入锤柄上的两个通孔；
③含硼耐磨合金熔液进入铸型并凝固后，开箱取出铸件，去冒口、清砂和打磨，然后入炉加热至1020～1050℃，保温2.0～2.5小时后，出炉风冷至温度低于300℃，继续入炉加热至420～450℃，保温8～12小时后，出炉空冷至室温，即可获得耐磨双金属复合锤头。
本发明中，先用中碳硅锰合金铸钢浇注复合锤头的锤柄，中碳硅锰合金铸钢的化学组成及其质量分数％为：0.29～0.38C,1.55～1.80Si,4.1～4.4Mn,0.03～0.06Ca,0.03～0.06Ba,0.015～0.032Mg,0.08～0.12Ce,0.06～0.09Ti,<0.03S,<0.04P,余量Fe。采用上述成分制造锤柄的最大优势是锤柄经后续的高温淬火处理以及与含硼耐磨合金熔液结合后，都不会发生强度的下降，确保锤柄具有高强度，防止锤柄使用中发生断裂。为了防止复合锤头使用过程中锤端不发生脱落，本发明在与锤端相结合的锤柄部位上浇注两个直径φ18～35mm的通孔，两个通孔的间距为60～90mm，通孔位于锤柄的中心线上。随后浇入的含硼耐磨合金熔液进入这两个直径φ18～35mm的通孔后，可以确保锤端与锤柄具有牢固的结合。为了进一步改善锤端与锤柄的结合质量，本发明当铸造中碳硅锰合金铸钢锤柄进行去冒口、打磨和清砂处理后，在与锤端相结合的锤柄部位，采用喷砂、喷丸、电火花或激光进行毛化处理，使其表面粗糙度控制在Ra90.0μm～Ra120.0μm，然后在其表面涂覆硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的体积比为1:3，硼砂涂覆厚度为0.8～1.5mm。自然晾干后，将涂覆硼砂的锤柄置于铸型，然后浇注含硼耐磨合金熔液。
为了确保锤端具有高硬度和优异的耐磨性，本发明含硼耐磨合金熔液的化学组成及其质量分数％为：1.2～1.5C,1.31～1.45B,12.5～13.4Cr,2.5～2.8Mn,0.6～0.9Si,0.08～0.13N,0.08～0.12V,1.22～1.45Al,<0.04S,<0.05P,余量Fe。含硼耐磨合金熔液浇注温度为1460～1490℃，并在含硼耐磨合金熔液浇注时，随流浇入复合变质颗粒，复合变质颗粒尺寸为1.5～3.0mm，复合变质颗粒加入量占进入铸型内含硼耐磨合金熔液质量分数的0.8～1.2％，复合变质颗粒的化学组成及其质量分数％为：5.5～8.0Y,4.0～6.0Na,8.0～10.0Ti,3.0～4.5Zr,3.0～4.5Zn,6～8Al,20～25Si,余量为Fe以及不可避免的杂质元素。上述复合变质颗粒的加入，有利于使网状分布的硼化物变成断网状分布，从而提高含硼耐磨合金锤端的强度和韧性，确保复合锤头的安全使用。本发明含硼耐磨合金熔液进入铸型并凝固后，开箱取出铸件，去冒口、清砂和打磨，然后入炉加热至1020～1050℃，保温2.0～2.5小时后，出炉风冷，确保基体组织为马氏体基体，且硼化物实现孤立分布。淬火冷却至温度低于300℃，继续入炉加热至420～450℃，主要是为了消除淬火应力，稳定组织，保温8～12小时后，出炉空冷至室温，即可获得耐磨双金属复合锤头。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1)本发明复合锤头用高强度的中碳硅锰合金铸钢做锤柄，高硬度的含硼耐磨合金做锤端，确保了复合锤头的锤柄强度高和锤端硬度高及耐磨性好；
2)本发明复合锤头锤柄和锤端结合牢靠，确保复合锤头安全使用；
3)本发明复合锤头不含价格昂贵的钼、镍合金，导致复合锤头生产成本较低；
4)本发明复合锤头具有优异的使用效果，使用寿命比高锰钢锤头提高3倍以上，且使用安全可靠。
附图说明
图1是耐磨双金属复合锤头包覆铸造示意图。
1－锤柄，2－浇口，3－通孔，4－型腔，5－冒口。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详述，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：
耐磨双金属复合锤头及其制备方法，分别采用电炉熔炼锤柄和锤端材料，具体制备工艺步骤是：
①先用中碳硅锰合金铸钢浇注复合锤头的锤柄1，在与锤端相结合的锤柄1部位上浇注两个直径φ18mm的通孔3，两个通孔3的间距为60mm，通孔3位于锤柄1的中心线上，中碳硅锰合金铸钢的化学组成及其质量分数％为：0.30C,1.57Si,4.39Mn,0.033Ca,0.059Ba,0.017Mg,0.12Ce,0.06Ti,0.021S,0.035P,余量Fe；
②将铸造中碳硅锰合金铸钢锤柄进行去冒口、打磨和清砂处理后，在与锤端相结合的锤柄部位，采用喷丸进行毛化处理，使其表面粗糙度控制在Ra90.0μm～Ra110.0μm，然后在其表面涂覆硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的体积比为1:3，硼砂涂覆厚度为0.8～1.2mm，自然晾干后，将涂覆硼砂的锤柄置于铸型，然后通过浇口2浇注含硼耐磨合金熔液至型腔4，含硼耐磨合金熔液的化学组成及其质量分数％为：1.22C,1.44B,12.57Cr,2.79Mn,0.61Si,0.12N,0.09V,1.44Al,0.030S,0.045P,余量Fe，含硼耐磨合金熔液浇注温度为1462℃，并在含硼耐磨合金熔液浇注时，随流浇入复合变质颗粒，复合变质颗粒尺寸为1.5～3.0mm，复合变质颗粒加入量占进入铸型内含硼耐磨合金熔液质量分数的0.8％，复合变质颗粒的化学组成及其质量分数％为：7.99Y,4.06Na,9.71Ti,3.01Zr,4.16Zn,6.10Al,24.84Si,余量为Fe以及不可避免的杂质元素；
③含硼耐磨合金熔液进入铸型型腔4并凝固后，开箱取出铸件，去冒口、清砂和打磨，然后入炉加热至1020℃，保温2.5小时后，出炉风冷至温度低于300℃，继续入炉加热至450℃，保温8小时后，出炉空冷至室温，即可获得耐磨双金属复合锤头，力学性能见表1。
实施例2：
耐磨双金属复合锤头及其制备方法，分别采用电炉熔炼锤柄和锤端材料，具体制备工艺步骤是：
①先用中碳硅锰合金铸钢浇注复合锤头的锤柄1，在与锤端相结合的锤柄1部位上浇注两个直径φ35mm的通孔3，两个通孔3的间距为90mm，通孔3位于锤柄1的中心线上，中碳硅锰合金铸钢的化学组成及其质量分数％为：0.38C,1.78Si,4.11Mn,0.059Ca,0.031Ba,0.031Mg,0.09Ce,0.08Ti,0.022S,0.029P,余量Fe；
②将铸造中碳硅锰合金铸钢锤柄进行去冒口、打磨和清砂处理后，在与锤端相结合的锤柄部位，采用喷砂进行毛化处理，使其表面粗糙度控制在Ra105.0μm～Ra120.0μm，然后在其表面涂覆硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的体积比为1:3，硼砂涂覆厚度为1.1～1.5mm，自然晾干后，将涂覆硼砂的锤柄置于铸型，然后通过浇口2浇注含硼耐磨合金熔液至型腔4，含硼耐磨合金熔液的化学组成及其质量分数％为：1.49C,1.32B,13.37Cr,2.51Mn,0.86Si,0.08N,0.11V,1.23Al,0.024S,0.037P,余量Fe，含硼耐磨合金熔液浇注温度为1488℃，并在含硼耐磨合金熔液浇注时，随流浇入复合变质颗粒，复合变质颗粒尺寸为1.5～3.0mm，复合变质颗粒加入量占进入铸型内含硼耐磨合金熔液质量分数的1.2％，复合变质颗粒的化学组成及其质量分数％为：5.51Y,5.84Na,8.05Ti,4.47Zr,3.08Zn,7.81Al,20.17Si,余量为Fe以及不可避免的杂质元素；
③含硼耐磨合金熔液进入铸型型腔4并凝固后，开箱取出铸件，去冒口、清砂和打磨，然后入炉加热至1050℃，保温2.0小时后，出炉风冷至温度低于300℃，继续入炉加热至420℃，保温12小时后，出炉空冷至室温，即可获得耐磨双金属复合锤头，力学性能见表1。
实施例3：
耐磨双金属复合锤头及其制备方法，分别采用电炉熔炼锤柄和锤端材料，具体制备工艺步骤是：
①先用中碳硅锰合金铸钢浇注复合锤头的锤柄1，在与锤端相结合的锤柄1部位上浇注两个直径φ25mm的通孔3，两个通孔3的间距为80mm，通孔3位于锤柄1的中心线上，中碳硅锰合金铸钢的化学组成及其质量分数％为：0.35C,1.69Si,4.27Mn,0.044Ca,0.051Ba,0.019Mg,0.10Ce,0.06Ti,0.017S,0.026P,余量Fe；
②将铸造中碳硅锰合金铸钢锤柄进行去冒口、打磨和清砂处理后，在与锤端相结合的锤柄部位，采用电火花进行毛化处理，使其表面粗糙度控制在Ra100.0μm～Ra120.0μm，然后在其表面涂覆硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的体积比为1:3，硼砂涂覆厚度为0.9～1.2mm，自然晾干后，将涂覆硼砂的锤柄置于铸型，然后通过浇口2浇注含硼耐磨合金熔液至型腔4，含硼耐磨合金熔液的化学组成及其质量分数％为：1.39C,1.38B,12.89Cr,2.60Mn,0.77Si,0.11N,0.09V,1.29Al,0.031S,0.046P,余量Fe，含硼耐磨合金熔液浇注温度为1478℃，并在含硼耐磨合金熔液浇注时，随流浇入复合变质颗粒，复合变质颗粒尺寸为1.5～3.0mm，复合变质颗粒加入量占进入铸型内含硼耐磨合金熔液质量分数的1.0％，复合变质颗粒的化学组成及其质量分数％为：6.84Y,4.94Na,8.92Ti,3.73Zr,3.87Zn,6.95Al,22.07Si,余量为Fe以及不可避免的杂质元素；
③含硼耐磨合金熔液进入铸型型腔4并凝固后，开箱取出铸件，去冒口、清砂和打磨，然后入炉加热至1040℃，保温2.5小时后，出炉风冷至温度低于300℃，继续入炉加热至440℃，保温10小时后，出炉空冷至室温，即可获得耐磨双金属复合锤头，力学性能见表1。
实施例4：
耐磨双金属复合锤头及其制备方法，分别采用电炉熔炼锤柄和锤端材料，具体制备工艺步骤是：
①先用中碳硅锰合金铸钢浇注复合锤头的锤柄1，在与锤端相结合的锤柄1部位上浇注两个直径φ30mm的通孔3，两个通孔3的间距为85mm，通孔3位于锤柄1的中心线上，中碳硅锰合金铸钢的化学组成及其质量分数％为：0.33C,1.69Si,4.19Mn,0.055Ca,0.049Ba,0.024Mg,0.09Ce,0.07Ti,0.018S,0.021P,余量Fe；
②将铸造中碳硅锰合金铸钢锤柄进行去冒口、打磨和清砂处理后，在与锤端相结合的锤柄部位，采用激光进行毛化处理，使其表面粗糙度控制在Ra100.0μm～Ra110.0μm，然后在其表面涂覆硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的体积比为1:3，硼砂涂覆厚度为1.1～1.4mm，自然晾干后，将涂覆硼砂的锤柄置于铸型，然后通过浇口2浇注含硼耐磨合金熔液至型腔4，含硼耐磨合金熔液的化学组成及其质量分数％为：1.40C,1.38B,13.07Cr,2.69Mn,0.81Si,0.11N,0.10V,1.32Al,0.029S,0.040P,余量Fe，含硼耐磨合金熔液浇注温度为1481℃，并在含硼耐磨合金熔液浇注时，随流浇入复合变质颗粒，复合变质颗粒尺寸为1.5～3.0mm，复合变质颗粒加入量占进入铸型内含硼耐磨合金熔液质量分数的0.9％，复合变质颗粒的化学组成及其质量分数％为：7.16Y,5.22Na,9.31Ti,3.69Zr,3.94Zn,7.04Al,23.52Si,余量为Fe以及不可避免的杂质元素；
③含硼耐磨合金熔液进入铸型型腔4并凝固后，开箱取出铸件，去冒口、清砂和打磨，然后入炉加热至1040℃，保温2.0小时后，出炉风冷至温度低于300℃，继续入炉加热至440℃，保温9小时后，出炉空冷至室温，即可获得耐磨双金属复合锤头，力学性能见表1。
表1耐磨双金属复合锤头力学性能
本发明复合锤头用高强度的中碳硅锰合金铸钢做锤柄，高硬度的含硼耐磨合金做锤端，确保了复合锤头的锤柄强度高和锤端硬度高，锤头硬度大于64HRC，具有极高的耐磨性，锤柄抗拉强度大于1600MPa，冲击韧性大于32J.cm-2，且复合锤头锤柄和锤端结合牢靠，确保复合锤头安全使用。本发明复合锤头不含价格昂贵的钼、镍合金，复合锤头生产成本较低，比高铬铸铁锤头降低成本30％以上。本发明复合锤头具有优异的使用效果，使用寿命比高锰钢锤头提高3倍以上，且使用安全可靠，推广应用具有良好的经济和社会效益。

Claims (2)

1.一种耐磨双金属复合锤头的制备方法，其特征在于，分别采用电炉熔炼锤柄和锤端材料，包括以下步骤：
①先用中碳硅锰合金铸钢浇注复合锤头的锤柄，在与锤端相结合的锤柄部位上浇注两个直径φ18～35mm的通孔，两个通孔的间距为60～90mm，通孔位于锤柄的中心线上并垂直中心线，中碳硅锰合金铸钢的化学组成及其质量分数％为：0.29～0.38C,1.55～1.80Si,4.1～4.4Mn,0.03～0.06Ca,0.03～0.06Ba,0.015～0.032Mg,0.08～0.12Ce,0.06～0.09Ti,<0.03S,<0.04P,余量Fe；
②将铸造中碳硅锰合金铸钢锤柄进行去冒口、打磨和清砂处理后，在与锤端相结合的锤柄部位，采用喷砂、喷丸、电火花或激光进行毛化处理，使其表面粗糙度控制在Ra90.0μm～Ra120.0μm，然后在其毛化处理的表面涂覆硼砂水溶液，硼砂水溶液中硼砂与水的体积比为1:3，硼砂涂覆厚度为0.8～1.5mm，自然晾干后，将涂覆硼砂的锤柄置于铸型中，然后浇注含硼耐磨合金熔液，含硼耐磨合金熔液的化学组成及其质量分数％为：1.2～1.5C,1.31～1.45B,12.5～13.4Cr,2.5～2.8Mn,0.6～0.9Si,0.08～0.13N,0.08～0.12V,1.22～1.45Al,<0.04S,<0.05P,余量Fe；含硼耐磨合金熔液浇注温度为1460～1490℃，并在含硼耐磨合金熔液浇注时，随流浇入复合变质颗粒，复合变质颗粒尺寸为1.5～3.0mm，复合变质颗粒加入量占进入铸型内含硼耐磨合金熔液质量分数的0.8～1.2％，复合变质颗粒的化学组成及其质量分数％为：5.5～8.0Y,4.0～6.0Na,8.0～10.0Ti,3.0～4.5Zr,3.0～4.5Zn,6～8Al,20～25Si,余量为Fe以及不可避免的杂质元素；同时浇入的含硼耐磨合金熔液进入锤柄上的两个通孔；
③含硼耐磨合金熔液进入铸型并凝固后，开箱取出铸件，去冒口、清砂和打磨，然后入炉加热至1020～1050℃，保温2.0～2.5小时后，出炉风冷至温度低于300℃，继续入炉加热至420～450℃，保温8～12小时后，出炉空冷至室温，即可获得耐磨双金属复合锤头。
2.按照权利要求1的制备方法得到的耐磨双金属复合锤头。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101934242A (zh) * 2010-09-26 2011-01-05 郑州海特机械有限公司 复合锤头及其制造工艺
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101934242A (zh) * 2010-09-26 2011-01-05 郑州海特机械有限公司 复合锤头及其制造工艺
CN103240401A (zh) * 2013-04-19 2013-08-14 陕西理工学院 高合金钢双金属复合锤头的制备方法
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