CN205323881U - 合金锤头及制备合金锤头的模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种合金锤头及制备合金锤头的模具，该合金锤头包括：锤体，在自该锤体的第一表面向该锤体的第二表面延伸的方向上，依次设有穿过该锤体的固定孔和防变形孔，其中，该第一表面与该第二表面相对，该固定孔的内壁设有螺纹，该防变形孔用于在该合金锤头成型时确保该固定孔形成为预设的形状。本实用新型还提供一种制备上述合金锤头的模具。本实用新型的合金锤头及制备合金锤头的模具具有制造工艺简单、耐磨性好、稳固佳、用于设备中时工作效率比现有技术提高3倍以上、生产成本低廉以及使用寿命长等优点。

Description

合金锤头及制备合金锤头的模具

技术领域

本实用新型涉及耐磨金属材料领域，尤其涉及一种合金锤头及制备合金锤头的模具。

背景技术

随着锤式破碎机广泛应用于建材、矿山、冶金、电力、水泥及化工等行业，其中锤头在工作时受力复杂，承受高速冲击、挤压、剪切、强烈摩擦等反复作用，工况条件恶劣，属于关键配件，年消耗大量金属材料。从工况使用要求出发，锤头的端部磨损部位，要求很高的硬度，抗冲击性能好，耐磨性能良好；锤头柄部安装部位，要求较好的韧性，使用不断裂，同时也具有一定的硬度。近年来，经工况使用证明，用量较大的中、小型锤头，采用材料为单一高锰钢，由于耐磨性差，锤头磨损量大，破碎物料效率低，造成高能耗低产出，一直困扰企业经济快速发展。业内也曾用马氏体钢提高锤头的耐磨性能，由于韧性差，脆性大，使用时常发生断裂现象，工况使用很少；高铬铸铁硬度很好，是良好耐磨材料，由于脆性很大，极易断裂，尚未用作锤头材料。目前，国内外采用双金属复合材料制造中、小型锤头，综合力学性能达到使用要求，能够满足不同工况使用环境，被铸造界称为第四代耐磨材料。双金属复合锤头的复合方式主要有两种工艺：液－固双金属复合和液－液双金属复合。其中液－固双金属复合锤头的复合界面存在机械结合，结合强度低，易产生裂纹、掉块和断裂缺陷，使用不安全，而液－液双金属复合锤头的复合界面为冶金结合，结合强度高，使用中既耐磨又安全，液－液双金属复合锤头的制备方法，国内外普遍采用树脂砂造型工艺，该工艺的锤头安装孔借助芯子形成，造型需要较多砂箱，配备工装辅具，操作工艺复杂，用于设备工作效率低下，生产成本较高。

此外，现有技术中的锤头耐磨性以及冲击韧性普遍较差，甚至于锤头与制砂机等设备的结合采用强力胶水粘结，锤头与制砂机之间的结合不稳固，容易脱落，严重时甚至影响安全生产。

发明内容

本实用新型正是基于以上一个或多个问题，提供一种合金锤头及制备合金锤头的模具，用以解决现有技术中存在的锤头制造工艺复杂，耐磨性差、稳固差，用于设备中工作效率低，且使用寿命不长，以及生产成本高等问题。

一种合金锤头，其特征在于，所述合金锤头包括：锤体，在自所述锤体的第一表面向所述锤体的第二表面延伸的方向上，依次设有穿过所述锤体的固定孔和防变形孔，其中，所述第一表面与所述第二表面相对，所述固定孔的内壁设有螺纹，所述防变形孔用于在所述合金锤头成型时确保所述固定孔形成为预设的形状。

较佳地，所述锤体呈长方体状，且所述锤体的任意相邻两个表面通过倒圆角过渡部连接。

较佳地，所述倒圆角过渡部的圆弧对应的圆心角为90度。

较佳地，所述防变形孔的孔径与所述固定孔的孔径比值为α，1/4≤α≤1。

较佳地，所述α=1/2。

本实用新型还提供一种制备如前任一项所述的合金锤头的模具，其中，所述模具包括：模体、上冲头、底座、芯杆、螺纹杆，所述底座设有安装所述螺纹杆的通孔，所述螺纹杆包括螺纹杆本体和安装部，所述安装部与所述通孔适配，所述螺纹杆本体突出于所述底座上，所述安装部设有面向所述底座下底面方向开口的凹槽，所述凹槽至所述螺纹杆本体的远离所述安装部一端设有芯孔，所述芯杆穿过所述芯孔抵靠所述凹槽的底部，所述模体设有中空部，所述中空部内容纳所述底座与所述上冲头，所述上冲头对应所述芯杆设有穿孔，在所述底座与所述上冲头之间填充有用于制备所述合金锤头的合金粉末。

较佳地，所述模体自所述底座到所述上冲头的厚度大于所述螺纹杆本体自所述安装部到所述螺纹杆本体的远离所述安装部一端的长度。

较佳地，所述螺纹杆本体与所述安装部一体成型，且所述螺纹杆本体在靠近所述安装部的一端向远离所述安装部的一端方向延伸时直径逐渐减小。

较佳地，所述模体上方设有限制件，用于使所述上冲头在移动时沿预定方向移动。

较佳地，所述安装部呈圆柱体形，所述螺纹杆本体呈圆台形。

本实用新型的合金锤头及制备合金锤头的模具，具有制造工艺简单，耐磨性好、稳固佳，用于设备中工作效率比现有技术提高3倍以上，生产成本低廉，使用寿命长等优点。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施方式的合金锤头在第一视角下的结构示意图；

图2是本实用新型较佳实施方式的合金锤头在第二视角下的结构示意图；

图3是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的模体结构示意图；

图4是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的上冲头结构示意图；

图5是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的底座装配螺纹杆及芯杆后的结构示意图；

图6是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的螺纹杆的结构示意图；

图7是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具在制备合金锤头时的结构示意图；

图8是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的方法的流程示意图；

图9是图8中步骤S6的具体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本实用新型实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

请一并参见图1、图2，图1是本实用新型较佳实施方式的合金锤头在第一视角下的结构示意图。图2是本实用新型较佳实施方式的合金锤头在第二视角下的结构示意图。需要说明的是，这里的第一视角与第二视角相差180度。如图1和图2所示，在本实用新型较佳实施方式的合金锤头，可以应用到制砂机（或锤式破碎机）设备中，作为碎石的关键部件。该合金锤头包括：锤体20，在自所述锤体20的第一表面向所述锤体20的第二表面延伸的方向上，依次设有穿过所述锤体20的固定孔22a、22b和防变形孔21a、21b，其中，所述第一表面与所述第二表面相对，所述固定孔22a、22b的轴心与所述防变形孔21a、21b的轴心重合，所述固定孔22a、22b的内壁设有螺纹，所述防变形孔21a、21b用于在所述合金锤头成型时确保所述固定孔22a、22b形成为预设的形状。

本实用新型的合金锤头通过使用合金，同时设置固定孔和防变形孔，一方面保证了合金锤头具有制造工艺简单，耐磨性好的优点，另一方面，在用于设备中时稳固性好，同时工作效率比现有技术提高3倍以上。还有就是具有生产成本低廉，使用寿命长等优点。

在一个较佳的实施例中，所述锤体20呈长方体状，且所述锤体20的任意相邻两个表面通过倒圆角过渡部23连接。较佳地，所述倒圆角过渡部23的圆弧对应的圆心角为90度，当然并不局限于90度，还可以是其它角度，如60度或者45度。由于设置有倒圆角过渡部，这样使得合金锤头在与其它坚硬物质如石头碰撞过程中不容易损坏。

请参见图3、图4、图5及图6，图3是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的模体结构示意图；图4是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的上冲头结构示意图；图5是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的底座装配螺纹杆及芯杆后的结构示意图；图6是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具的螺纹杆的结构示意图。如图3、图4、图5及图6所示，本实用新型还提供一种制备如前所述的合金锤头的模具，该模具包括：模体30、上冲头40、底座15、两个芯杆11与12、两个螺纹杆13、14，所述底座15设有安装所述螺纹杆13、14的通孔（图中未示出），螺纹杆14包括螺纹杆本体142和安装部141，所述安装部141与通孔适配，所述螺纹杆本体142突出于所述底座15上，所述安装部141设有面向所述底座15下底面方向（底座上设有螺纹杆本体所在侧的相反侧）开口的凹槽16、17，所述凹槽16、17的数量与螺纹杆的数量相对应。在合金锤头压制成型后，将一拆卸工具（如拆装手柄）卡在螺纹杆底部的凹槽16、17中，逆时针转动，可将螺纹杆拆卸下来（拧出）。由于设有凹槽，可以使得在制作合金锤头的固定孔后，通过凹槽16、17使螺纹杆可以安全地退出所述合金锤头的固定孔内壁上的螺纹不变形，从而较好地保证了所述合金锤头在安装到设备（例如制砂机）上时，固定孔能很好地与设备的相关部件配合，使得所述合金锤头牢固地固定，不会轻易脱落。所述凹槽16、17至所述螺纹杆本体13、14的远离所述安装部一端设有芯孔143，芯孔143一部分在安装部内，另一部分为设在螺纹杆本体内的通心孔，所述芯杆11、12穿过所述芯孔143抵靠所述凹槽16的底部。芯杆11、12与芯孔配合，使得在压制合金粉末制备合金锤头生坯时，通过芯杆的作用，使模体内的合金粉末受力均匀，且螺纹杆受力时不会产生轻微摆动，这样形成的固定孔内壁的螺纹的密度更均匀，固定孔形状也更规则。相比于现有技术中只能采用人工方式形成固定孔内壁螺纹的方式，本实用新型通过模具设计实现一次成型，大大减轻了工艺的复杂度和时间成本。

所述模体30设有中空部31，所述中空部31内容纳所述底座15与所述上冲头40，所述上冲头40对应所述芯杆11、12设有穿孔，在所述底座15与所述上冲头40之间填充有用于制备所述合金锤头的合金粉末。所述上冲头40对应所述芯杆11、12设有穿孔41，所述穿孔可用于对所述芯杆11、12限位，使芯杆11、12位置固定，从而保证螺纹杆受力均匀。所述模体40位于所述底座15与所述上冲头40之间。

请继续参见图6，在一个具体的实施例中，对于本实用新型的螺纹杆13，具体包括：安装部134、螺纹杆本体132以及位于安装部底端的凹槽17。在螺纹杆本体132与安装部134存在一个接触面133，该安装部134为圆柱体，截面呈矩形，该螺纹杆本体132的截面呈圆台形，该螺纹杆本体132在远离该安装部134的一端顶部设有弧形面131，该弧形面131底面为平面，两侧呈弧形，可以使形成的固定孔具有较好的固定作用。还有，在安装部134和螺纹杆本体132设有芯孔135，芯孔135在凹槽17底面的投影位于所述凹槽17的底面内。也就是说，芯孔135的半径小于圆柱形凹槽的半径。较佳地，芯孔135与凹槽17在纵向上（即从安装部底部往接触面133的方向上）的轴心线重合，且位于安装部的轴、螺纹杆本体的轴相重合。

本实用新型的制备合金锤头的模具，具有结构简单，制作的合金锤头成型好、不易变形、成本低廉且安装简单的优点。

进一步地，所述防变形孔21a、21b的孔径与所述固定孔22a、22b的孔径比值为α，1/4≤α≤1，最佳为α=1/2，此时防变形孔21a、21b的大小正好为固定孔大小的一半，由于二者圆心重合，一是合金锤头在压制过程中可以让压力更均匀的传递，防止合金锤头变形；二是防止上冲头与螺纹杆在压制过程中产生偏移导致固定孔（螺纹孔）变形。

进一步地，所述模体40自所述底座15到所述上冲头40的厚度大于所述螺纹杆本体142自所述安装部141到所述螺纹杆本体142的远离所述安装部141一端的长度。也就是说，合金锤头除形成与螺纹杆本体对应的固定孔外，还形成有防变形孔，防变形孔的长度可以依据需要设定。此外，在实际使用所述合金锤头时，可以采用钢钉等将所述防变形孔密封住。

进一步地，所述螺纹杆本体142与所述安装部141一体成型，且所述螺纹杆本体142在靠近所述安装部141的一端向远离所述安装部141的一端方向延伸时直径逐渐减小。这样便于在拆卸螺纹杆时，所述螺纹杆易于从底座的通孔中退出，还有就是制备的固定孔易于使制砂机等设备中的连接部件易于插入，可以较好地固定。

请参见图7，图7是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具在制备合金锤头时的结构示意图。如图7所示，本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的模具还进一步包括位于所述模体上方的限制件60，用于使所述上冲头在移动时沿预定方向移动，具体说来是限制上冲头40在冲压时不会出现错位。限制件60的形状与模体的形状相对应，当模体形状呈矩形体时，所述限制件也可是相对应的矩形框，框内有对应上冲件大小的中空，此时，假定限制件的长边长度为a1，宽边长度为b1，模体与限制件的长边相对应的长边为a2，与限制件相对应的宽边的长度为b2，对应的中空部的长边为a3，宽边为b3，则a3＜a1＜a2，b3＜b1＜b2。此外，限制件60还可以是设于模体上的位于上冲件相对两侧的两个矩形块，该两个矩形块的间距d，当两个矩形块位于模体长边上时，则a3＜d＜a2，当两个矩形块位于模体短边上时，b3＜d＜b2。还有，还需说明的是，底座15和上冲头40均位于所述模体30的中空部内，该底座15与上冲头40的大小与中空部大小相适配。在制备合金锤头时，上冲头40在外力作用下，不断压制合金粉末50，芯杆12穿过芯孔抵靠至所述凹槽14的底部，而芯杆12的远离所述底座的一端又插入所述上冲头40的穿孔中，这样，芯杆12的位置固定，螺纹杆在受到上冲头推压过来的压力时，可分散给芯杆12，这样使得螺纹杆受力均匀，螺纹杆周围的合金粉末密度分布均匀，形成的固定孔形状规则，且固定孔内壁的螺纹满足生产要求。

请参见图8，图8是本实用新型较佳实施方式的制备合金锤头的方法的流程示意图。如图8所示，本实用新型还提供一种制备如前所述的合金锤头的方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：

S1提供一制备所述合金锤头的模具，所述模具包括：模体、上冲头、底座、芯杆、螺纹杆，其中，所述螺纹杆包括螺纹杆本体和安装部，所述安装部设置有面向所述底座下底面方向开口的凹槽；有关模具的详细结构已在前文对图3至图7的叙述中有详细描述，在此不再赘述；

S2将所述螺纹杆的安装部插入所述底座的通孔，然后安装所述芯杆至所述螺纹杆的芯孔，将所述模体套设在所述底座外使所述底座位于所述模体的中空部内；

S3填充经预处理的合金粉末至所述中空部，所述合金粉末包括钴、碳化钽、碳化钨，其中，按质量百分比计算，钴的含量为9%～11%，碳化钽的含量为0.4%～0.6%，余量为碳化钨；

S4将所述上冲头的穿孔穿过所述芯杆，使所述上冲头安装到所述模体内的合金粉末上方；

S5压制成合金锤头生坯；

S6拆卸所述模具，取出所述合金锤头生坯；

S7将所述合金锤头生坯加压烧结。

本实用新型的制备合金锤头的方法由于采用上述步骤，不仅使得合金锤头一次成型，成型工艺简单，而且采用制备合金锤头的方法所制备的锤头具有结构简单，制作的合金锤头成型好、不易变形、成本低廉且安装简单的优点。还有通过芯杆的作用，使模体内的合金粉末受力均匀，且螺纹杆受力时不会产生轻微摆动，这样形成的固定孔内壁的螺纹的密度更均匀，固定孔形状也更规则。

较佳地，所述步骤S3中的填充经预处理的合金粉末至所述模体，其中，所述预处理具体包括：

S31选取生产态粒度为20～35um、研磨态粒度为3.2～6.0um、振实密度为7.0～10.0g/cm3、氧含量≤0.02%且总碳含量6.0%～6.2%的碳化钨，以及松装密度为0.5～1.5g/cm3、平均粒度为0.8～2.0um、粒度分布的中值D50在20um以下的钴；

S32研磨：将碳化钽、步骤S31选取的碳化钨与钴构成的合金粉末与研磨介质以及无水乙醇按预定比例混合，其中，所述研磨介质包括液体石蜡，所述预定比例为按重量比如下：合金粉末：研磨介质：无水乙醇=50:1：15，然后按球料比1:2.5～5.0，在球磨机内湿磨20～30小时，采用喷雾干燥得到混合料；

S33脱胶：在一脱蜡炉中脱胶，脱胶温度为450～550℃，保温时间为100～200min。

所述步骤S6具体包括：将所述合金锤头生坯置于一烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，烧结温度为1300到1500摄氏度，烧结时间1到3小时，并加压到6～8Mpa。

在一个较佳实施例中，所述合金粉末中，所述钴的含量为10.5%，所述碳化钽的含量为0.5%，所述碳化钨的含量为89%。

进一步地，为提高所述合金锤头的韧度，在步骤S6之后还可以将所述合金锤头在1300到1400摄氏度下进行油淬。

请参见图9，图9是图8中步骤S6的具体流程示意图。如图9所示，所述步骤S6具体包括以下步骤：

S61对所述上冲头施加一个推力，将所述底座、芯杆、螺纹孔以及所述合金锤头生坯推出所述模体外；

S62从所述芯孔中取出所述芯杆；

S63利用拆卸工具拆卸所述螺纹杆，所述拆卸工具设有与所述凹槽相适配的拆卸杆，通过逆时针旋转所述拆卸杆从所述合金锤头生坯中拧出所述螺纹杆；

S64取出所述合金锤头生坯。

本实用新型的制备合金锤头的方法中，通过上述步骤S63，利用拆卸工具与凹槽配合使螺纹杆可以安全地退出，从而使所述合金锤头的固定孔内壁上的螺纹不变形，较好地保证了所述合金锤头在安装到设备（例如制砂机）上时，固定孔能很好地与设备的相关部件配合，使得所述合金锤头牢固地固定，不会轻易脱落。相比于现有技术中只能采用人工方式形成固定孔内壁螺纹的方式，本实用新型通过模具设计实现一次成型，大大减轻了工艺的复杂度和时间成本。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种合金锤头，其特征在于，所述合金锤头包括：锤体，在自所述锤体的第一表面向所述锤体的第二表面延伸的方向上，依次设有穿过所述锤体的固定孔和防变形孔，其中，所述第一表面与所述第二表面相对，所述固定孔的内壁设有螺纹，所述防变形孔用于在所述合金锤头成型时确保所述固定孔形成为预设的形状。

2.如权利要求1所述的合金锤头，其特征在于，所述锤体呈长方体状，且所述锤体的任意相邻两个表面通过倒圆角过渡部连接。

3.如权利要求2所述的合金锤头，其特征在于，所述倒圆角过渡部的圆弧对应的圆心角为90度。

4.如权利要求3所述的合金锤头，其特征在于，所述防变形孔的孔径与所述固定孔的孔径比值为α，1/4≤α≤1。

5.如权利要求4所述的合金锤头，其特征在于，所述α=1/2。

6.一种制备权利要求1至5任一项所述的合金锤头的模具，其特征在于，所述模具包括：模体、上冲头、底座、芯杆、螺纹杆，所述底座设有安装所述螺纹杆的通孔，所述螺纹杆包括螺纹杆本体和安装部，所述安装部与所述通孔适配，所述螺纹杆本体突出于所述底座上，所述安装部设有面向所述底座下底面方向开口的凹槽，所述凹槽至所述螺纹杆本体的远离所述安装部一端设有芯孔，所述芯杆穿过所述芯孔抵靠所述凹槽的底部，所述模体设有中空部，所述中空部内容纳所述底座与所述上冲头，所述上冲头对应所述芯杆设有穿孔，在所述底座与所述上冲头之间填充有用于制备所述合金锤头的合金粉末。

7.如权利要求6所述的模具，其特征在于，所述模体自所述底座到所述上冲头的厚度大于所述螺纹杆本体自所述安装部到所述螺纹杆本体的远离所述安装部一端的长度。

8.如权利要求7所述的模具，其特征在于，所述螺纹杆本体与所述安装部一体成型，且所述螺纹杆本体在靠近所述安装部的一端向远离所述安装部的一端方向延伸时直径逐渐减小。

9.如权利要求8所述的模具，其特征在于，所述模体上方设有限制件，用于使所述上冲头在移动时沿预定方向移动。

10.如权利要求9所述的模具，其特征在于，所述安装部呈圆柱体形，所述螺纹杆本体呈圆台形。