CN108326260B - 一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，提供了一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，在高锰钢的基础上通过制作方法进行改进，使锤头的耐磨性及韧性有较大提高。本发明提供的方案能够使锤头的耐磨性和韧性有大幅提高。实验数据表明耐磨性和韧性比现有技术提高了50%左右，由检测可知锤头组织中不出现晶间裂纹，所以，锤头体不出现微裂纹，使锤头的使用寿命大幅提高。同时，本发明在金属液浇注时处于气体保护下完成，是进一步保证锤头体不出现夹杂的现象，从而提高使用寿命的方案之一。
Description
技术领域
本发明涉及破碎机锤头，是一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法。
背景技术
破碎机上使用的锤头需要有高耐磨性，同时，也需要有一定的韧性。通常情况下，破碎机的锤头根据破碎物的不同，选择高使用寿命的进口产品或选择较低使用寿命的国产产品。为此，近几年本领域技术人员为提高锤头的使用寿命在材料方面提供了较多方案，例如提高铬、锰含量或以高锰钢为主，在高锰钢中添加微量元素等。在这些方案中对于铸造中易出现的缩孔疏松导致心部微裂等现象不容易避免，从而影响锤头的使用寿命，由于锤头是易损件，更换频繁给生产成本带来较大提高。另有一部分方案是将锤头采用复合式结构，但是，制造成本相对较高，使推广应用受到一定限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，在高锰钢的基础上通过制作方法进行改进，使锤头的耐磨性及韧性有较大提高。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，包括以下步骤：
①制取合金柱备用，合金柱的外表面呈锥状，合金柱的大直径端面设置嵌拉杆；
②制备砂型，将步骤①所述的合金柱放置在砂型腔内，砂型腔分三部分：锤头座腔、锤头支撑筋腔和锤头体腔，合金柱布置在锤头体腔内，合金柱水平方向排列多层，每两个合金柱中心线的间距为40-60毫米，合金柱的高度为28-32毫米，嵌拉杆的长度为25-30毫米；
③在砂型腔内表面涂碱性镁砂粉涂料，涂料厚度为0.5-0.7毫米；
④采用中频炉冶炼钢水，中频炉上设置炉盖，炉盖是以炉体中心部为线形成对开式结构，两个炉盖分别绕各自的转轴转动实现开合，转轴面向炉腔的壁上均匀开设数个第一通气孔，第一通气孔的直径为5-30毫米，转轴面向外的壁上开设气体进气孔；
⑤步骤②所述的砂型腔上端设置浇注口，浇注口外周设置气体保护罩，气体保护罩有外套和内套，外套上开设通孔，通孔与进气管道相连，内套上均匀开设数个第二通气孔；
⑥将步骤④冶炼的钢水通过步骤⑤所述的浇注口浇注在型腔内，浇注时间为5-12秒，钢水凝固后脱掉砂型得到铸件，然后将铸件置入热处理炉窑内，热处理炉窑内的入口温度设置在70℃以下，4-10小时后进入炉窑的650℃范围保持2小时，然后在炉窑1000℃-1080℃范围保持5小时；
⑦打开炉窑将铸件在30-40秒内置入水池中，保持水池温度在40℃以下，2小时后铸件出水，打掉嵌拉杆后得到耐磨锤式破碎机锤头，耐磨锤式破碎机锤头的锤头体呈矩形，锤头体的工作面内嵌入合金柱，合金柱的大直径端面与耐磨锤式破碎机锤头体的工作面位于同一平面内。
步骤④所述中频炉的炉盖是两个半圆形炉盖，以中频炉的炉体中间部位向两侧开合，转轴设置在中频炉口，转轴为两个，半圆形炉盖分别安装在相应的转轴上。步骤⑤所述的内套上开设的第二通气孔的直径为30-100毫米。步骤①所述的合金柱外表面锥状的斜度为0.026-0.15。步骤⑤所述浇注口的口径为280毫米-290毫米，浇注口外设置浇注杯，浇注杯高度为150毫米-165毫米，浇注杯的外径与气体保护罩的内径相配合。浇注口处安装浇注杯，浇注杯外壁底部设置底座，底座与环形支撑架连接，环形支撑架固定在浇注杯外壁上，底座与气体保护罩的内套相配合。
本发明提供的方案能够使锤头的耐磨性和韧性有大幅提高。实验数据表明耐磨性和韧性比现有技术提高了50%左右，由检测可知锤头组织中不出现晶间裂纹，所以，锤头体不出现微裂纹，使锤头的使用寿命大幅提高。同时，本发明在金属液浇注时处于气体保护下完成，是进一步保证锤头体不出现夹杂的现象，从而提高使用寿命的方案之一。
由于本发明在锤头体均布了合金柱，使锤头体的整体结构中增加了多个耐磨点，改变了锤头一体式结构中同一硬度的特点，多点处分布的硬质合金柱的硬度高于其它部位的硬度，同时，合金柱也成为强制冷却的散热点，使锤头铸体冷却速度加快，从而达到晶粒细化的目的，进一步增强高锰钢锤头体的韧性，提高锤头的使用寿命等。
附图说明
附图1是本发明方法中使用中频炉结构示意图；附图2是图1中A向结构示意图；附图3是图2中B-B剖视结构示意图；附图4是浇注气体保护罩与砂型连接结构示意图；附图5是硬质合金柱结构示意图；附图6是用本发明方法制作的破碎机锤头结构示意图。
具体实施方式
本发明所述一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，包括以下步骤：
①制取合金柱16备用，合金柱16的外表面呈锥状，合金柱16的大直径端面设置嵌拉杆17；
②制备砂型，将步骤①所述的合金柱16放置在砂型腔内，砂型腔分三部分：锤头座腔、锤头支撑筋腔和锤头体腔，合金柱16布置在锤头体腔内，合金柱16水平方向排列多层，每两个合金柱16中心线的间距为40-60毫米，合金柱16的高度为28-32毫米，嵌拉杆17的长度为25-30毫米；
③在砂型腔内表面涂碱性镁砂粉涂料，涂料厚度为0.5-0.7毫米；
④采用中频炉冶炼钢水，中频炉上设置炉盖，炉盖是以炉体中心部为线形成对开式结构，两个炉盖分别绕各自的转轴转动实现开合，转轴面向炉腔的壁上均匀开设数个第一通气孔9，第一通气孔9的直径为5-30毫米，转轴面向外的壁上开设气体进气孔；
⑤步骤②所述的砂型腔上端设置浇注口，浇注口外周设置气体保护罩10，气体保护罩10有外套21和内套22，外套21上开设通孔23，通孔23与进气管道11相连，内套22上均匀开设数个第二通气孔12；
⑥将步骤④冶炼的钢水通过步骤⑤所述的浇注口浇注在型腔内，浇注时间为5-12秒，钢水凝固后脱掉砂型得到铸件，然后将铸件置入热处理炉窑内，热处理炉窑内的入口温度设置在70℃以下，4-10小时后进入炉窑的650℃范围保持2小时，然后在炉窑1000℃-1080℃范围保持5小时；
⑦打开炉窑将铸件在30-40秒内置入水池中，保持水池温度在40℃以下，2小时后铸件出水，打掉嵌拉杆17后得到耐磨锤式破碎机锤头，耐磨锤式破碎机锤头的锤头体呈矩形，锤头体的工作面内嵌入合金柱，合金柱的大直径端面与耐磨锤式破碎机锤头体的工作面位于同一平面内。
本发明所述锤头的制造方法中的锤头材料采用公知的高锰钢。本发明方法中加入合金柱可加快锤头高锰钢钢水的凝固，使锤头的高锰钢铸件晶粒细化，同时，采用高速快冷的热处理方法，能进一步使高锰钢奥氏体化更完整，进一步保证锤头的铸件断面组织的硬度及韧性等性能更均匀，并可减少缩孔疏松，提高铸件致密度等。
本发明所述方法中合金柱上的嵌拉杆，用于使合金柱与砂型相结合，并固定合金柱的准确位置，使合金柱在设定的距离范围内不产生位移，使合金柱起到快速将高锰钢水凝固的效果，达到细化高锰钢晶粒的目的，并增加锤头体的韧性及致密度。本发明方法所述合金柱的大端直径为20-30毫米。
本发明所述方法中使用的冶炼中频炉是中频感应炉，其上设置炉盖，在炉盖的保护作用下，通氩气保护金属液面，两个转轴上均布的第一通气孔能使氩气均匀分布在钢水的表面，大幅减少了钢水氧化，使钢水的纯净度达到了很好的程度。中频炉上的炉盖为两个，对开，每个炉盖均为半圆形，每个炉盖沿各自的转轴转动，实现开合。炉盖的开合不影响气体的通气量，更好的对炉腔进行气体保护。图1中所示的5是第一转轴，24是第二转轴，每个转轴上均开设通气孔，每个转轴上均安装轴套，轴套与相应的炉盖连接，使炉盖绕轴套转动。第一转轴5和第二转轴24均为中空轴，其上均开设与气体管道相连的通气孔，位于炉体内侧的转轴壁上开设数个氩气喷孔，使氩气均布在钢水表面。本发明提供的炉盖结构使保护气体不易扩散，并可减少热量损失，增加熔化效率。还可起到炉膛保温作用，使炉衬缓慢冷却，减少炉衬出现裂纹的几率，提高炉衬的使用寿命。本发明提供的炉盖结构还具有易于开合，易于使氩气分布均匀等优点。
本发明所述方法中从钢水进入型腔的浇注时间控制在5-12秒，浇注时在气体保护状态下完成。在快速及气体保护下浇注无氧化膜卷入钢水中，铸件不出现夹杂现象，并不在合金柱之间产生冷隔，使合金柱与锤头铸件间产生好的融合，增加铸头的使用寿命，特别是提高锤头的耐磨性能等。
本发明方法提供的热处理步骤在加快冷却速度的同时，不使合金柱产生炸裂，进一步增加合金柱的耐磨性能。本发明方法中将合金柱均布在锤头体的工作面部位，合金柱的大直径端位于锤头体的表面，使锤头体的工作面均布合金柱耐磨点的同时曾加高耐磨面积，并可使合金柱间不产生冷隔现象。本发明所述合金柱16选用TM52硬质合金制作。
本发明所述方法进一步优选的方案是：步骤④所述中频炉的炉盖是两个半圆形炉盖，以中频炉的炉体中间部位向两侧开合，转轴设置在中频炉口，转轴为两个，半圆形炉盖分别安装在相应的转轴上。
本发明进一步的优选方案是：步骤⑤所述的内套22上开设的第二通气孔12的直径为30-100毫米。
本发明步骤①所述的合金柱16外表面锥状的斜度为0.026-0.15，便于合金柱的最大面积位于锤头体的工作面内，进一保证锤头体的耐磨性，并使合金柱间不产生冷隔。
本发明步骤⑤所述浇注口的外径为280毫米-290毫米，浇注口外设置浇注杯14，浇注杯14高度为150毫米-165毫米，浇注杯14的外径与气体保护罩10的内径相配合。
本发明的优选方案是：浇注口处安装浇注杯14，浇注杯14外壁底部设置底座25，底座25与环形支撑架26连接，环形支撑架26固定在浇注杯14外壁上，底座25与气体保护罩10的内套22相配合。这种优选结构可进一步保证钢水快速由中频炉进入砂型腔，并使气体保护浇注不出现漏气等现象，使气体保护浇注达到更好效果。
图中1是气体管道支撑架、2是氩气管道、3是第一炉盖、4是第二炉盖、6是钢水、7是包衬、8是钢包、13是保护罩内腔、15是砂型外壳、18是锤头座、19是锤头体、20是锤头支撑筋、27是第一轴套套、28是第二轴套。
本发明未详述内容均为公知技术。
Claims (6)
1.一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
①制取合金柱（16）备用，合金柱（16）的外表面呈锥状，合金柱（16）的大直径端面设置嵌拉杆（17）；
②制备砂型，将步骤①所述的合金柱（16）放置在砂型腔内，砂型腔分三部分：锤头座腔、锤头支撑筋腔和锤头体腔，合金柱（16）布置在锤头体腔内，合金柱（16）水平方向排列多层，每两个合金柱（16）中心线的间距为40-60毫米，合金柱（16）的高度为28-32毫米，嵌拉杆（17）的长度为25-30毫米；
③在砂型腔内表面涂碱性镁砂粉涂料，涂料厚度为0.5-0.7毫米；
④采用中频炉冶炼钢水，中频炉上设置炉盖，炉盖是以炉体中心部为开合线形成对开式结构，两个炉盖分别绕各自的转轴转动实现开合，转轴面向炉腔的壁上均匀开设数个第一通气孔（9），第一通气孔（9）的直径为5-30毫米，转轴面向外的壁上开设气体进气孔；
⑤步骤②所述的砂型腔上端设置浇注口，浇注口外周设置气体保护罩（10），气体保护罩（10）有外套（21）和内套（22），外套（21）上开设通孔（23），通孔（23）与进气管道（11）相连，内套（22）上均匀开设数个第二通气孔（12）；
⑥将步骤④冶炼的钢水通过步骤⑤所述的浇注口浇注在型腔内，浇注时间为5-12秒，钢水凝固后脱掉砂型得到铸件，然后将铸件置入热处理炉窑内，热处理炉窑内的入口温度设置在70℃以下，4-10小时后进入炉窑的650℃范围保持2小时，然后在炉窑1000℃-1080℃范围保持5小时；
⑦打开炉窑将铸件在30-40秒内置入水池中，保持水池温度在40℃以下，2小时后铸件出水，打掉嵌拉杆（17）后得到耐磨锤式破碎机锤头，耐磨锤式破碎机锤头的锤头体呈矩形，锤头体的工作面内嵌入合金柱，合金柱的大直径端面与耐磨锤式破碎机锤头体的工作面位于同一平面内。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，其特征在于：步骤④所述中频炉的炉盖是两个半圆形炉盖，以中频炉的炉体中间部位向两侧开合，转轴设置在中频炉口，转轴为两个，半圆形炉盖分别安装在相应的转轴上。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，其特征在于：步骤⑤所述的内套（22）上开设的第二通气孔（12）的直径为30-100毫米。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，其特征在于：步骤①所述的合金柱（16）外表面锥状的斜度为0.026-0.15。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，其特征在于：步骤⑤所述浇注口的口径为280毫米-290毫米，浇注口外设置浇注杯（14），浇注杯（14）高度为150毫米-165毫米，浇注杯（14）的外径与气体保护罩（10）的内径相配合。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨锤式破碎机锤头的制造方法，其特征在于：浇注口处安装浇注杯（14），浇注杯（14）外壁底部设置底座（25），底座（25）与环形支撑架（26）连接，环形支撑架（26）固定在浇注杯（14）外壁上，底座（25）与气体保护罩（10）的内套（22）相配合。
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