專利名稱：一種無Cr高硼鐵基耐磨雙液雙金屬復(fù)合錘頭及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無Cr高硼鐵基耐磨合金和碳鋼的雙液雙金屬復(fù)合錘頭及其制備方法，屬于金屬耐磨材料制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
破碎機(jī)在礦山、冶金、水泥等行業(yè)應(yīng)用廣泛，錘頭是破碎機(jī)中的主要耐磨件，消耗巨大。隨著Cr、Mo、V的合金元素的價格飛漲，增加了錘頭的使用成本。專利CN86106682A公開了白口鑄鐵與鑄鋼的雙金屬復(fù)合鑄造，采用了“鑲鑄”和 “雙液”兩種復(fù)合鑄造工藝方法，采用自制的SIV雙金屬結(jié)合部位保護(hù)劑，既保護(hù)了結(jié)合部位高溫下的清潔，防止高溫氧化，又能促使兩種材料的熱交換，便于雙金屬的牢固結(jié)合。本工藝的雙金屬復(fù)合鑄造的整體結(jié)合性良好，生產(chǎn)出的零件具有優(yōu)良的抗磨性、耐熱性、耐蝕性。但是，以白口鑄鐵作為耐磨層，Cr、Mo、V的加入無疑增加了復(fù)合鑄造的成本，隨著這些元素價格的飛漲限制了其在耐磨領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。專利C擬657775Y公開了一種雙金屬復(fù)合耐磨錘頭，由耐磨層和韌性層組成，耐磨層厚度為錘柄厚度的1/2-2/3。耐磨層以C、Mn、Cr、W等元素為主，韌性層為C、Si、Mn為主要成分，采用雙液澆注成型。這種錘頭與高錳鋼錘頭相比，性能提高了 4 6倍，生產(chǎn)工藝簡單，但是Cr、Mn的加入，增加了錘頭原材料的成本。專利CN101239381A提供了一種雙液雙金屬復(fù)合鑄造錘頭的生產(chǎn)工藝方法。采用雙澆注系統(tǒng)、雙液澆注成型。錘頭為高鉻鑄鐵、錘柄為普通鑄鋼或低合金鋼，體現(xiàn)了錘頭的耐磨性以及錘柄的韌性，增加錘頭的使用壽命。但是錘頭為高鉻鑄鐵，Cr含量高，同樣增加了成本。可見，雙金屬復(fù)合錘頭的耐磨部分都是以Cr的添加為基礎(chǔ)的，生產(chǎn)成本較高，市場競爭力較弱。不添加Cr，在普通碳鋼中加入B也能獲得耐磨性較好、成本較低的耐磨材料。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行高硼鐵基合金和碳鋼雙液雙金屬復(fù)合(雙液是指兩種金屬同為液態(tài)進(jìn)行澆注)，開發(fā)成本低廉、工藝簡單的復(fù)合錘頭制備工藝，充分發(fā)揮高硼鐵基合金耐磨性以及碳鋼的韌性，增加錘頭整體使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于公開一種雙液雙金屬復(fù)合錘頭及其制備工藝，以無Cr高硼鐵基耐磨合金作為錘頭，碳鋼作為錘柄，制備一種價格低廉的雙液雙金屬復(fù)合錘頭。本發(fā)明的雙液雙金屬復(fù)合錘頭，由錘頭和錘柄組成，錘頭為耐磨層，錘柄為韌性層。錘柄的材料為碳鋼，錘頭采用無Cr高硼鐵基耐磨合金，化學(xué)成分重量百分比為C 0. 3 1. 0%, B 1. 0 4. 5%, Si 0. 3 0. 4%，Mn 0. 2 0. 4%，S < 0. 05%, P < 0. 05%，其余為i^e。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是先澆注無Cr的高硼鐵基錘頭，然后用碳鋼澆注錘柄。本發(fā)明具體制備步驟如下
(1)制備錘頭耐磨層用廢鋼放入熔煉爐中熔煉，待鋼水熔清后加入硼鐵繼續(xù)熔煉，控制鋼水化學(xué)成分為c 0. 3 1. 0%、B 1. 0 4. 5%、Si 0. 3 0. 4%、Mn 0. 2 0. 4%、S < 0. 05%、P < 0. 05%、其余為！^ (重量百分比)；再次溶清后，加入鋼水重量0. 1 0. 3% Al 進(jìn)行脫氧，扒渣后在1550°C 1600°C出爐，出爐后靜置自然冷卻至1450°C 1500°C，通過澆道5澆注到砂型中，待溢流口 3流出鋼水后，停止?jié)沧ⅲ?br> (2)制備錘柄韌性層用廢鋼作為原料放入熔煉爐內(nèi)熔煉，控制鋼水化學(xué)成分在碳鋼含碳量為0. 35 0. 55%的范圍內(nèi)，待鋼水熔清后，加入鋼水重量0. 1 0. 3%的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1540°C 1580°C出爐；待錘頭在停止?jié)沧⒑箝g隔IOs 60s，通過澆道4澆注錘柄1，自然冷卻凝固成型后，得到雙金屬復(fù)合錘頭。所述碳等各元素含量的控制采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行。如，碳含量的控制通過加入生鐵或者低碳鋼的方法進(jìn)行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下特點(diǎn)
(1)錘柄為碳鋼具有良好的耐沖擊性，錘頭為無Cr高硼鐵基合金具有良好的耐磨性， 可以增加錘頭使用壽命；
(2)我國硼元素儲量豐富，價格低廉，用B作為主要合金添加元素制備耐磨錘頭，將大大降低成本；
(3)生產(chǎn)工藝簡單，便于推廣應(yīng)用。


附圖1中，1-錘柄，2-錘頭，3-溢流口，4-錘柄的澆道，5-錘頭的澆道。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
(1)制備錘頭耐磨層將廢鋼放入中頻感應(yīng)爐中熔煉，待鋼水熔清后加入硼鐵繼續(xù)熔煉，控制鋼水化學(xué)成分為 C 0. 3%、B 4. 5%、Si 0. 4%, Mn 0. 2%, S 0. 03%, P 0. 01%，其余為 Fe (重量百分比);再次溶清后，加入鋼水重量0.3%的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1600°C出爐， 出爐后靜置自然冷卻至1480°C ；通過澆道5澆注砂型中，待溢流口 3流出鋼水后，停止?jié)沧ⅰ?2)制備錘柄韌性層將廢鋼作為原料放入中頻爐內(nèi)熔煉，檢測發(fā)現(xiàn)鋼水含碳量為 0. 2%，加入生鐵調(diào)整碳含量為0. 3%，待鋼水熔清后，加入鋼水重量0. 1%的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1540°C出爐；待錘頭在停止?jié)沧⒑箝g隔10s，通過澆道4澆注錘柄1，自然冷卻凝固成型后，得到雙金屬復(fù)合錘頭。實(shí)施例2:
(1)制備錘頭耐磨層將廢鋼放入中頻爐內(nèi)熔煉，待鋼水熔清后加入硼鐵繼續(xù)熔煉，控制鋼水成分為C 0. 7%、B 2. 1%、Si 0. 2%, Mn 0. 4%, S 0. 04%，，其余為Fe (重量百分比)； 再次溶清后，加入鋼水0. 2%的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1573°C出爐，出爐后靜置自然冷卻至 1480°C ；通過澆道5澆注砂型中，待溢流口 3流出鋼水后，停止?jié)沧ⅰ?2)制備錘柄韌性層用廢鋼作為原料放入熔煉爐內(nèi)熔煉，檢測鋼水含碳量為 0. 45%,待鋼水熔清后，加入鋼水重量0. 的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1565°C出爐；待錘頭在停止?jié)沧⒑箝g隔30s，通過澆道4澆注錘柄1，自然冷卻凝固成型后，得到雙金屬復(fù)合錘頭。實(shí)施例3:
(1)制備錘頭耐磨層將廢鋼放入中頻感應(yīng)爐中熔煉，待鋼水熔清后加入硼鐵繼續(xù)熔煉，控制鋼水化學(xué)成分為C 1.0%、B 1.0%、Si 0.3%、Mn 0.3%、P 0.02%，其余為Fe (重量百分比);再次溶清后，加入鋼水重量0. 1%的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1600°C出爐，出爐后靜置至1500°C ；通過澆道5澆注砂型中，待溢流口 3流出鋼水后，停止?jié)沧ⅰ?2)制備錘柄韌性層用廢鋼作為原料放入熔煉爐中進(jìn)行熔煉，檢測鋼水含碳量為 0. 7%，加入低碳鋼調(diào)整含碳量為0. 55%，待鋼水熔清后，加入鋼水0. 3%的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1580°C出爐；待錘頭在停止?jié)沧⒑箝g隔60s，通過澆道4澆注錘柄1，自然冷卻凝固成型后，得到雙金屬復(fù)合錘頭。
權(quán)利要求
1.一種無Cr高硼鐵基耐磨雙液雙金屬復(fù)合錘頭，其特征在于由錘柄和錘頭組成，錘頭為耐磨層，錘柄為韌性層，無Cr高硼鐵基耐磨合金作為耐磨層，碳鋼為韌性層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無Cr高硼鐵基雙液雙金屬耐磨復(fù)合錘頭，其特征在于無Cr 高硼鐵基耐磨層的化學(xué)成分及其重量百分比為C 0. 3 1. 0%，B 1. 0 4. 5%，Si 0. 3 0. 4%, Mn 0. 2 0. 4%，S < 0. 05%, P < 0. 05%，其余為 Fe。
3.—種無Cr高硼鐵基耐磨雙液雙金屬復(fù)合錘頭的制備方法，其特征在于先澆注錘頭無Cr高硼鐵基耐磨層，再澆注錘柄碳鋼韌性層。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的無Cr高硼鐵基耐磨雙液雙金屬復(fù)合錘頭的制備方法，其特征在于具體的制備步驟如下(1)制備錘頭耐磨層用廢鋼放入熔煉爐中熔煉，待鋼水熔清后加入硼鐵繼續(xù)熔煉，控制鋼水成分為C 0. 3 1.0%、B 1.0 4.5%、Si 0. 3 0. 4%、Mn 0. 2 0. 4%、S < 0. 05%、 P < 0.05%、其余為Fe，再次溶清后，加入鋼水重量0. 1 0.3% Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在 1550°C 1600°C出爐，出爐后靜置自然冷卻至1450°C 1500°C，通過澆道5澆注到砂型中， 待溢流口 3流出鋼水后，停止?jié)沧ⅲ?2)制備錘柄韌性層用廢鋼作為原料放入熔煉爐內(nèi)熔煉，控制鋼水化學(xué)成分在碳鋼含碳量為0. 35 0. 55%的范圍內(nèi)，待鋼水熔清后，加入鋼水重量0. 1 0. 3%的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1540°C 1580°C出爐；待錘頭在停止?jié)沧⒑箝g隔IOs 60s，通過澆道4澆注錘柄1，自然冷卻凝固成型后，得到雙金屬復(fù)合錘頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無Cr高硼鐵基耐磨雙金屬復(fù)合錘頭的制備方法，其特征在于錘頭耐磨層的澆注有溢流口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無Cr高硼鐵基耐磨合金和碳鋼的雙液雙金屬復(fù)合錘頭及其制備方法，屬于金屬耐磨材料制造領(lǐng)域。以無Cr的高硼鐵基耐磨合金為錘頭耐磨層，碳鋼為錘柄韌性層，雙液雙金屬復(fù)合錘頭耐磨層的化學(xué)成分及其重量百分比為C0.3～1.0%，B1.0～4.5%，Si0.3～0.4％，Mn0.2～0.4％，S＜0.05%，P＜0.05%，其余為Fe。采用雙液雙澆道澆注，先澆注錘頭耐磨層，再澆注錘柄韌性層，通過溢流口控制錘頭錘柄的體積比。雙金屬復(fù)合錘頭整體結(jié)合性較好，使用壽命長，生產(chǎn)成本低、工藝簡單。
文檔編號B22D19/16GK102327794SQ20111022320
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者何正員, 劉美紅, 周榮, 周榮鋒, 蔣業(yè)華, 黎振華 申請人:昆明理工大學(xué)