CN110257728A - 一种耐腐蚀破碎机锤头及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐腐蚀破碎机锤头及其制备方法,按质量百分含量计,破碎机锤头包括以下成分:Cr 20.68‑23.20%、Ni 8.64‑10.32%、Nb 4.19‑6.08%、Mo 1.58‑1.84%、Mn 1.25‑1.57%、C 2.04‑2.65%、Si 0.10‑0.43%、W 0.22‑0.37%、V 0.12‑0.23%、S≤0.05%、P≤0.008%、其余为Fe及不可避免的杂质。制备方法包括熔炼、浇铸、奥氏体化、等温淬火,本发明对铸钢锤头铸造时奥氏体化和等温淬火温度和时间的设定,使获得锤头具有高硬度、高韧性的特点,在传统铬锰铸钢锤头的基础上添加了镍铁铌铁的成分,通过调整各成分的占比,使铸造的破碎机锤头在具有较高硬度、耐磨性和韧性的同时,也具有较强的的耐腐蚀性。
Description
技术领域
本发明涉及粉碎设备技术领域,具体涉及一种耐腐蚀破碎机锤头 及其制备方法。
背景技术
锤式破碎机是以冲击形式破碎物料的一种设备,分单转子和双转 子两种形式。是直接将最大粒度为600-1800毫米的物料破碎至25或 25毫米以下的一段破碎用破碎机。锤式破碎机适用于在水泥、化工、 电力、冶金等工业部门破碎中等硬度的物料,如石灰石、炉渣、焦碳、 煤等物料的中碎和细碎作业。锤式破碎机由箱体、转子、锤头、反击 衬板、筛板等组成,锤头是锤式破碎机最为重要的工作部件,其中锤 头的质量、形状和材质决定着锤式破碎机的生产能力,过去破碎机锤 头多采用高锰钢铸造,虽然高锰钢的加工硬化特性能提高锤头的耐磨 性,但是许多工况条件下其耐磨性能仍达不到要求。
目前,高铬铸铁基本上取代高锰钢制造耐磨零件。这些零件改用 高铬铸铁后,使用寿命比高锰钢零件一般延长50%至200%,而锤头 是高速冲击和挤切方式破碎物料,如果整体采用高铬铸铁还是问题, 主要是难于避免零件在工作过程中的脆性断裂。如果为了保护零件的 韧性而采用碳钢,则由于其强度、硬度太低而使得其使用寿命非常短, 但其韧性特别好,用作锤柄材料是完全合适的。
随着现代工业的迅速发展,锤石破碎机的用途越来越广,对破碎 机锤头的性能也提出了更多要求,现有破碎机锤头虽然在硬度、耐磨 性和韧性上有较大提升,但是对耐腐蚀性能的研究却比较少,因此, 现开发一种耐腐蚀破碎机锤头是当前急需解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供了一种耐腐蚀破碎机锤头及其制备方法,通 过调整合金中铬铁、镍铁、铌铁、钼铁和锰铁的占比,使铸造的破碎 机锤头在具有较高硬度、耐磨性和韧性的同时,也具有较强的的耐腐 蚀性,提高了该锤头的使用范围。
为实现上述目的,本发明通过以下方案予以实现:
本发明提供了一种耐腐蚀破碎机锤头,按质量百分含量计,包括 以下成分:Cr20.68-23.20%、Ni 8.64-10.32%、Nb 4.19-6.08%、Mo 1.58-1.84%、Mn 1.25-1.57%、C2.04-2.65%、Si 0.10-0.43%、W 0.22-0.37%、V 0.12-0.23%、S≤0.05%、P≤0.008%、其余为Fe及不可 避免的杂质。
本发明还提供了一种耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,具体包括以 下步骤:
S1、熔炼:将废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清,加 入铬铁、镍铁、铌铁、钼铁、钒铁、钨铁、锰铁和硅铁,升温保温至 完全熔化,覆盖造渣材料,镇静,扒渣,加入脱氧剂脱氧,最后加入 稀土进行复合变质处理,制得钢液;
S2、浇铸:将步骤S1中制备的钢液浇注到型模中并保温1-2h,然 后冷却至室温,清砂打磨锤头铸件;
S3、奥氏体化:将S2中制造的锤头铸件放入热处理炉中升温进行 奥氏体化,奥氏体化温度为900-950℃,保温2-3h;
S4、等温淬火:将步骤S3中处理过的锤头铸件放入盐浴炉中等温 淬火,等温淬火温度为220-250℃,等温淬火时间为1.5-2h,取出锤头 铸件冷却至室温即可。
优选的,步骤S1中,熔炼温度为1550-1680℃。
优选的,脱氧剂为纯铝,加入的脱氧剂占所有原料质量的0.03%。
优选的,浇注钢液的温度为1380-1420℃。
优选地,奥氏体化温度为920℃,等温淬火温度为240℃。
优选低,等温淬火所用介质为NaNO3、NaNO2与KNO3的混合物, NaNO3的质量分数为45%,NaNO2的质量分数为27%,KNO3的质量 分数为28%。
本发明的有益效果是:
1、本发明一种耐腐蚀破碎机锤头,同时添加了W和V元素,强 化碳化物形成,钨的碳化物具有高的硬度、耐磨性和难熔性,微量的 W、V可以细化晶粒,起到细晶强化作用,得到的锤头硬度高,抗拉 强度、屈服强度明显提升;
2、本发明在传统铬锰铸钢锤头的基础上添加了镍铁铌铁的成分, 通过调整各成分的占比,使铸造的破碎机锤头在具有较高硬度、耐磨 性和韧性的同时,也具有较强的的耐腐蚀性。
3、本发明在900-950℃温度下进行奥氏体化,锤头的机体组织为 完全奥氏体组织,硬度增加,在220-250℃温度下等温淬火,获得贝氏 体组织,拉伸性能较普通锤头明显提高,抗冲击性能明显提高。
综上诉述,本发明一种耐腐蚀破碎机锤头及其制备方法,对铸钢 锤头铸造时奥氏体化和等温淬火温度和时间的设定,使获得锤头具有 高硬度、高韧性的特点,在传统铬锰铸钢锤头的基础上添加了镍铁铌 铁的成分,通过调整各成分的占比,使铸造的破碎机锤头在具有较高 硬度、耐磨性和韧性的同时,也具有较强的的耐腐蚀性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不 是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保 护的范围。
实施例1:
一种耐腐蚀破碎机锤头,按质量百分含量计,包括以下成分:Cr 20.68%、Ni8.64%、Nb 4.19%、Mo 1.58%、Mn 1.25%、C 2.04%、Si 0.10%、 W 0.22%、V 0.12%、S0.01%、P 0.005%、其余为Fe及不可避免的杂 质。
耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、熔炼:将废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清,加 入铬铁、镍铁、铌铁、钼铁、钒铁、钨铁、锰铁和硅铁,升温保温至 完全熔化,熔炼温度为1550℃,覆盖造渣材料,镇静,扒渣,加入占 所有原料质量0.03%的铝脱氧,最后加入稀土进行复合变质处理,制得钢液;
S2、浇铸:钢液的温度冷却至1380℃时,将钢液浇注到型模中并 保温1h,然后冷却至室温,清砂打磨锤头铸件;
S3、奥氏体化:将S2中制造的锤头铸件放入热处理炉中升温进行 奥氏体化,奥氏体化温度为900℃,保温2h;
S4、等温萃火:将步骤S3中处理过的锤头铸件放入盐浴炉中等温 淬火,等温淬火所用介质为NaNO3、NaNO2与KNO3的混合物,其质 量百分比为:NaNO345%、NaNO227%、KNO328%,等温淬火温度为 220℃,等温淬火时间为1.5h,取出锤头铸件冷却至室温即可。
实施例2:
一种耐腐蚀破碎机锤头,按质量百分含量计,包括以下成分:Cr 21.8%、Ni9.47%、Nb 5.62%、Mo 1.67%、Mn 1.38%、C 2.36%、Si 0.35%、 W 0.29%、V 0.17%、S0.01%、P 0.005%、其余为Fe及不可避免的杂 质。
耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、熔炼:将废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清,加 入铬铁、镍铁、铌铁、钼铁、钒铁、钨铁、锰铁和硅铁,升温保温至 完全熔化,熔炼温度为1610℃,覆盖造渣材料,镇静,扒渣,加入占 所有原料质量0.03%的铝脱氧,最后加入稀土进行复合变质处理,制得钢液;
S2、浇铸:钢液的温度冷却至1405℃时,将钢液浇注到型模中并 保温1-2h,然后冷却至室温,清砂打磨锤头铸件;
S3、奥氏体化:将S2中制造的锤头铸件放入热处理炉中升温进行 奥氏体化,奥氏体化温度为920℃,保温2.5h;
S4、等温萃火:将步骤S3中处理过的锤头铸件放入盐浴炉中等温 淬火,等温淬火所用介质为NaNO3、NaNO2与KNO3的混合物,其质 量百分比为:NaNO345%、NaNO227%、KNO328%,等温淬火温度为 240℃,等温淬火时间为1.8h,取出锤头铸件冷却至室温即可。
实施例3:
一种耐腐蚀破碎机锤头,按质量百分含量计,包括以下成分:Cr 23.20%、Ni10.32%、Nb 6.08%、Mo 1.84%、Mn 1.57%、C 2.65%、Si 0.43%、W 0.37%、V 0.23%、S0.01%、P 0.005%、其余为Fe及不可避 免的杂质。
耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,具体包括以下步骤:
S1、熔炼:将废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清,加 入铬铁、镍铁、铌铁、钼铁、钒铁、钨铁、锰铁和硅铁,升温保温至 完全熔化,熔炼温度为1680℃,覆盖造渣材料,镇静,扒渣,加入占 所有原料质量0.03%的铝脱氧,最后加入稀土进行复合变质处理,制得钢液;
S2、浇铸:钢液的温度冷却至1420℃时,将钢液浇注到型模中并 保温2h,然后冷却至室温,清砂打磨锤头铸件;
S3、奥氏体化:将S2中制造的锤头铸件放入热处理炉中升温进行 奥氏体化,奥氏体化温度为950℃,保温3h;
S4、等温萃火:将步骤S3中处理过的锤头铸件放入盐浴炉中等温 淬火,等温淬火所用介质为NaNO3、NaNO2与KNO3的混合物,其质 量百分比为:NaNO345%、NaNO227%、KNO328%,等温淬火温度为 250℃,等温淬火时间为2h,取出锤头铸件冷却至室温即可。
实施例4:
本发明提供了一种耐腐蚀破碎机锤头,按质量百分含量计,包括 以下成分:Cr23.20%、Ni 10.32%、Nb 6.08%、Mo 1.84%、Mn 1.57%、C 2.65%、Si 0.43%、W 0.37%、V 0.23%、S 0.01%、P 0.005%、其余为 Fe及不可避免的杂质。
耐腐蚀破碎机锤头的制备方法同实施例2。
实施例5:
本发明提供了一种耐腐蚀破碎机锤头,按质量百分含量计,包括 以下成分:Cr21.8%、Ni 9.47%、Nb 5.62%、Mo 1.67%、Mn 1.38%、 C 2.36%、Si 0.35%、W 0.29%、V0.17%、S 0.01%、P 0.005%、其余为 Fe及不可避免的杂质。
耐腐蚀破碎机锤头的制备方法同实施例1。
实施例6:
本发明提供了一种耐腐蚀破碎机锤头,按质量百分含量计,包括 以下成分:Cr20.68%、Ni 8.64%、Nb 4.19%、Mo 1.58%、Mn 1.25%、 C 2.04%、Si 0.10%、W 0.22%、V 0.12%、S 0.01%、P 0.005%、其余为 Fe及不可避免的杂质。
耐腐蚀破碎机锤头的制备方法同实施例3。
实施例1-6制备的耐腐蚀破碎机锤头进行如下性能测试:
(1)硬度性能测试:在HRS-150洛氏硬度计上进行硬度测试,试 验加载力为150kg,试验力保荷时间为8s,将所要检测的试样利用线 切割加工成10cm×10cm×10cm的试样。
(2)拉伸性能测试:按照GBT 228.1-2010《金属材料拉伸试验》 加工成拉伸试样,在UTM5105万能拉伸试验机上进行拉伸试验,实验 时的拉伸速度为2mm/min,引伸计为Y25/5-N型,精度等级0.5。
(3)冲击性能测试:通过线切割机将试样制备成标准冲击试样, 试样尺寸偏差应该根据GB/T229-1994规定,严格控制形状、尺寸和表 面粗糙度,尺寸为10mm×10mm×55mm,根据GB/T229-2007规定,使 用JB-300B型摆锤式冲击试验机对试样进行冲击。
(4)耐腐蚀性能:采用重量法检测。
检测结果如下表1所示。
表1性能测试数据
由表1可以看出,本发明制备的耐腐蚀破碎机锤头洛氏硬度在 40.7-43.9HRC之间,具有较高的硬度,同时抗拉强度在883-977MPa 之间,屈服强度在510-532MPa之间,冲击功在132-152J之间,具有 较高的韧性,腐蚀速率在0.83-1.84g/m2·h,具有较高的耐腐蚀性能, 本发明一种耐腐蚀破碎机锤头及其制备方法,对铸钢锤头铸造时奥氏 体化和等温淬火温度和时间的设定,使获得锤头具有高硬度、高韧性 的特点,在传统铬锰铸钢锤头的基础上添加了镍铁铌铁的成分,通过 调整各成分的占比,使铸造的破碎机锤头在具有较高硬度、耐磨性和 韧性的同时,也具有较强的的耐腐蚀性。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示 例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过 着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对 上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描 述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例 或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实 施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方 式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书 选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际 应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本 发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (7)
1.一种耐腐蚀破碎机锤头,其特征在于,按质量百分含量计,包括以下成分:Cr 20.68-23.20%、Ni 8.64-10.32%、Nb 4.19-6.08%、Mo 1.58-1.84%、Mn 1.25-1.57%、C 2.04-2.65%、Si 0.10-0.43%、W 0.22-0.37%、V 0.12-0.23%、S≤0.05%、P≤0.008%、其余为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
S1、熔炼:将废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清,加入铬铁、镍铁、铌铁、钼铁、钒铁、钨铁、锰铁和硅铁,升温保温至完全熔化,覆盖造渣材料,镇静,扒渣,加入脱氧剂脱氧,最后加入稀土进行复合变质处理,制得钢液;
S2、浇铸:将步骤S1中制备的钢液浇注到型模中并保温1-2h,然后冷却至室温,清砂打磨锤头铸件;
S3、奥氏体化:将S2中制造的锤头铸件放入热处理炉中升温进行奥氏体化,奥氏体化温度为900-950℃,保温2-3h;
S4、等温淬火:将步骤S3中处理过的锤头铸件放入盐浴炉中等温淬火,等温淬火温度为220-250℃,等温淬火时间为1.5-2h,取出锤头铸件冷却至室温即可。
3.根据权利要求2所述的耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,熔炼温度为1550-1680℃。
4.根据权利要求2所述的耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,其特征在于,所述脱氧剂为纯铝,加入的脱氧剂占所有原料质量的0.03%。
5.根据权利要求2所述的耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,其特征在于,所述浇注钢液的温度为1380-1420℃。
6.根据权利要求2所述的耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,其特征在于,所述奥氏体化温度为920℃,等温淬火温度为240℃。
7.根据权利要求2所述的耐腐蚀破碎机锤头的制备方法,其特征在于,等温淬火所用介质为NaNO3、NaNO2与KNO3的混合物,NaNO3的质量分数为45%,NaNO2的质量分数为27%,KNO3的质量分数为28%。
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