專利名稱：一種破碎機(jī)用耐磨錘頭及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種破碎機(jī)用耐磨錘頭及其生產(chǎn)方法,它屬于一種破碎機(jī)用具有耐磨、抗沖擊的錘頭及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在冶金、礦山、煤炭、電力和農(nóng)機(jī)等各個(gè)工業(yè)部門中，許多設(shè)備及工件由于磨損而迅速失效，材料磨損造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失。環(huán)錘是破碎機(jī)的關(guān)鍵部件，也是易損件，其使用壽命和更換次數(shù)直接影響到設(shè)備的使用效率。目前，破碎機(jī)錘頭材料多采用高錳鋼(M13)，其化學(xué)成分質(zhì)量百分比為C0. 90 I. 20,Mn 11. 00 14. 00, Si :0. 30 0. 80,P ( 0. 070, S ( 0. 040。高錳鋼為奧氏體鋼，鑄 造并經(jīng)水韌處理后得到室溫下的奧氏體組織，直接應(yīng)用于破碎機(jī)上進(jìn)行破碎工作。高錳鋼的主要特征是屈服強(qiáng)度低，工件使用中易變形，在強(qiáng)烈的沖擊載荷或擠壓載荷下，受力表面可產(chǎn)生加工硬化，硬度可從原始的HB200左右提高到HB450以上，而心部仍保持著良好的韌性，從而具有良好的耐磨性。而高錳鋼在非強(qiáng)烈沖擊工況下，其加工硬化性能體現(xiàn)不充分，表面硬度常低于HB300 350，硬化層也很淺，從而大大降低了其鑄件的表面硬度、強(qiáng)度，造成其耐磨性較差，使用壽命短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種適用于非強(qiáng)烈沖擊工況下、具有良好耐磨性和抗沖擊的破碎機(jī)用耐磨錘頭及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述的目的而采用的技術(shù)方案是一種破碎機(jī)用耐磨錘頭，其所述耐磨錘頭包括下述質(zhì)量百分比的原料，C :0. 9 I. 2%, Mn 11. 0 14. 0%，Si :0. 3 0. 7%，Cr :0. I 0. 5%，Mo 彡 0. 3%，V 彡 0. l%，Ti 彡 0. 1%，P 和 S 彡 0. 04%, Re :0. I 0. 4%，鐵神一號(hào):0. 3 0. 6%，其余為Fe。一種生產(chǎn)所述的破碎機(jī)用耐磨錘頭的方法，其包括下列步驟制造消失模一砂型制作——熔煉合金——變質(zhì)處理——澆注——清理——熱處理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯為原料按照零件形狀制作模型，用復(fù)層涂料涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用鐵砂加螺旋環(huán)冷鐵，在負(fù)壓下制作砂型；所述變質(zhì)處理是合金熔煉后，出爐前以鋼液的重量加質(zhì)量百分比為0. 12%純鋁終脫氧，在轉(zhuǎn)包過程中，采用包底沖入法加入稀土 +鐵神一號(hào)進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；在1450°C 1480°C溫度下進(jìn)行負(fù)壓澆注；所述熱處理是鑄件裝爐溫度彡400°C，然后以40 60°C /h速度升溫至650 700°C保溫I. 5h ;當(dāng)彡700°C時(shí)，以90 100°C /h速度升溫至1050 1080°C保溫3 4h，水淬鑄件入水溫度1050 1070°C，水淬時(shí)冷卻速度應(yīng)達(dá)到30°C /s，水池的水量為鑄件重量的8 10倍以上，水溫控制在淬火前低于30°C，淬火后不超過50°C，鑄件在水中應(yīng)冷卻到100°C左右。本發(fā)明的錘頭材料屬于碳(C)含量高的鋼，碳是影響鋼各種性能的主導(dǎo)元素，當(dāng)碳的質(zhì)量百分比在0. 9 % 1. 3 %范圍內(nèi)變化，隨著碳含量增加，鋼的硬度、破壞強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和耐磨性能都增加。所用原料Mn是耐磨材料的基本元素之一，能穩(wěn)定奧氏體組織，在鋼中碳含量一定時(shí)，隨著Mn含量增加鋼的組織由珠光體型變?yōu)轳R氏體型并進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體型，隨著Mn含量的增加沖擊韌性迅速提高，低溫沖擊韌性增加更為明顯。所用原料鉻(Cr)主要作用是提高鋼的淬透性，同時(shí)固溶強(qiáng)化基體，鉻和鐵形成連續(xù)固溶體，與碳形成多種化合物(Fe Cr) 3C，可以顯著提高耐磨性；所用原料稀土(Re)的加入，可以凈化鋼液，具有良好的脫氧、脫硫的作用，可細(xì)化鑄態(tài)組織晶粒和改善碳化物分布，提高材料的耐磨性，也有利于材料綜合性能的提高；所用原料鐵神一號(hào)凈化劑具有長(zhǎng)效孕育功能，可凈化鋼液、細(xì)化晶粒、延緩裳退、減少硫和憐的含量；硫和憐是鋼鐵中的有害雜質(zhì)，硫在鋼中能與鐵化合，容易導(dǎo)致鋼在高溫下沿晶界開裂，磷在低溫時(shí)會(huì)顯著降低鋼的塑性和韌性，所以要盡量減少。本發(fā)明的積極效果如下本發(fā)明以普通高錳鋼為材質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行多元微合金化、復(fù) 合化變質(zhì)處理，采用鐵砂造型+螺旋環(huán)冷鐵的消失模鑄造工藝并經(jīng)熱處理所得到的耐磨錘頭，具有較高的硬度，足夠的韌性，耐磨性得到大幅提高，使用壽命比原來提高一倍多，特別適用于非強(qiáng)烈沖擊的工況條件；錘頭成分中的合金元素含量較低，而且所加合金元素國(guó)內(nèi)資源豐富，價(jià)格低廉。


附圖是本發(fā)明熱處理工藝曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例I本實(shí)施例中的破碎機(jī)用耐磨錘頭，其所述耐磨錘頭包括下述質(zhì)量百分比的原料，C 0. 9 ~ I. 2 %, Mn 11. 0 14. 0 %，Si :0. 3 0. 7 %，Cr :0. I 0. 5 %，Mo 彡 0. 3 %，
V彡 0. 1%，Ti 彡 0. 1%，P 和 S 彡 0. 04%, Re :0. I 0. 4%，鐵神一號(hào):0. 3 0. 6%，其余
為Fe。生產(chǎn)上述破碎機(jī)用耐磨錘頭的方法，其包括下列步驟制造消失模一砂型制作——熔煉合金——變質(zhì)處理——澆注——清理——熱處理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯(EPS)為原料按照零件形狀制作模型，用復(fù)層涂料(鎂砂粉)涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用鐵砂加螺旋環(huán)冷鐵，在負(fù)壓下制作砂型；將上述原料采用中頻或工頻感應(yīng)電爐熔煉，出爐溫度1580°C，出爐前以鋼液的重量加質(zhì)量百分比為0. 12%純鋁終脫氧，在轉(zhuǎn)包過程中，采用包底沖入法加入稀土 0. I % +鐵神一號(hào)0. 3 %進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；在1450°C溫度下進(jìn)行負(fù)壓澆注；所述熱處理是鑄件裝爐溫度< 400°C，然后以40 60°C /h速度升溫至650 700°C保溫I. 5h ;當(dāng)彡700°C時(shí)，以90 100°C /h速度升溫至1050 1080°C保溫3 4h，水淬鑄件入水溫度1050 1070°C，水淬時(shí)冷卻速度應(yīng)達(dá)到30°C /s，水池的水量為鑄件重量的8 10倍以上，水溫控制在淬火前低于30°C，淬火后不超過50°C，鑄件在水中應(yīng)冷卻到100°C左右。最終的顯微組織為奧氏體+片狀碳化物。實(shí)施例2本實(shí)施例中的破碎機(jī)用耐磨錘頭，其所述耐磨錘頭包括下述質(zhì)量百分比的原料，C :0. 9 ~ I. 2 %, Mn 11. 0 14. 0 %，Si :0. 3 0. 7 %，Cr :0. I 0. 5 %，Mo ≤ 0. 3 %，
V≤ 0. 1%，Ti ≤ 0. 1%，P 和 S≤ 0. 04%, Re :0. I 0. 4%，鐵神一號(hào):0. 3 0. 6%，其余
為Fe。生產(chǎn)上述破碎機(jī)用耐磨錘頭的方法，其包括下列步驟制造消失模一砂型制作——熔煉合金——變質(zhì)處理——澆注——清理——熱處理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯(EPS)為原料按照零件形狀制作模型，用復(fù)層涂料(鎂砂粉)涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用鐵砂加螺旋環(huán)冷鐵，在負(fù)壓下制作砂型；將上述原料采用中頻或工頻感應(yīng)電爐熔煉，出爐溫度1580°C，出爐前以鋼液的重量加質(zhì)量百分比為0. 12%純鋁終脫氧，在轉(zhuǎn)包過程中，采用包底沖入法加入稀土 0. 4% +鐵神一號(hào)0. 6%進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；在1460°C溫度下進(jìn)行負(fù)壓澆注；所述熱處理是鑄件裝爐溫度< 400°C，然后以40 60°C /h速度升溫至650 700°C保溫I. 5h ;當(dāng)彡700°C時(shí)，以90 100°C /h速度升溫至1050 1080°C保溫3 4h，水淬鑄件入水溫度1050 1070°C，水淬時(shí)冷卻速度應(yīng)達(dá)到30°C /s，水池的水量為鑄件重量的8 10倍以上，水溫控制在淬火前低于30°C，淬火后不超過50°C，鑄件在水中應(yīng)冷卻到100°C左右。最終的顯微組織為奧氏體+片狀碳化物。實(shí)施例3本實(shí)施例中的破碎機(jī)用耐磨錘頭，其所述耐磨錘頭包括下述質(zhì)量百分比的原料，C 0. 9 ~ I. 2 %, Mn 11. 0 14. 0 %，Si :0. 3 0. 7 %，Cr :0. I 0. 5 %，Mo≤ 0. 3 %，
V≤ 0. 1%，Ti≤ 0. 1%，P 和 S≤ 0. 04%, Re :0. I 0. 4%，鐵神一號(hào):0. 3 0. 6%，其余為Fe。生產(chǎn)上述破碎機(jī)用耐磨錘頭的方法，其包括下列步驟制造消失模一砂型制作一熔煉合金——變質(zhì)處理——澆注——清理——熱處理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯(EPS)為原料按照零件形狀制作模型，用復(fù)層涂料(鎂砂粉)涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用鐵砂加螺旋環(huán)冷鐵，在負(fù)壓下制作砂型；將上述原料采用中頻或工頻感應(yīng)電爐熔煉，出爐溫度1580°C，出爐前以鋼液的重量加質(zhì)量百分比為0. 12%純鋁終脫氧，在轉(zhuǎn)包過程中，采用包底沖入法加入稀土 0. 15% +鐵神一號(hào)0. 4%進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；在1480°C溫度下進(jìn)行負(fù)壓澆注；所述熱處理是鑄件裝爐溫度< 400°C，然后以40 60°C /h速度升溫至650 700°C保溫I. 5h ;當(dāng)彡700°C時(shí)，以90 100°C /h速度升溫至1050 1080°C保溫3 4h，水淬鑄件入水溫度1050 1070°C，水淬時(shí)冷卻速度應(yīng)達(dá)到30°C /s，水池的水量為鑄件重量的8 10倍以上，水溫控制在淬火前低于30°C，淬火后不超過50°C，鑄件在水中應(yīng)冷卻到100°C左右。最終的顯微組織為奧氏體+片狀碳化物。
權(quán)利要求
1.一種破碎機(jī)用耐磨錘頭，其特征在于所述耐磨錘頭包括下述質(zhì)量百分比的原料，C 0. 9 ~ I. 2 %, Mn 11. O 14. O %，Si :0· 3 O. 7 %，Cr :0· I O. 5 %，Mo 彡 O. 3 %，V ≤ O. 1%，Ti ≤ O. 1%，P 和 S ≤ O. 04%, Re 0. I O. 4%，鐵神一號(hào)0. 3 O. 6%，其余為Fe。
2.一種生產(chǎn)權(quán)利要求I所述的破碎機(jī)用耐磨錘頭的方法，其特征在于包括下列步驟制造消失模一砂型制作一熔煉合金一變質(zhì)處理一澆注一清理一熱處理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯為原料按照零件形狀制作模型，用復(fù)層涂料涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用鐵砂加螺旋環(huán)冷鐵，在負(fù)壓下制作砂型；所述變質(zhì)處理是合金熔煉后，出爐前以鋼液的重量加質(zhì)量百分比為O. 12%純鋁終脫氧，在轉(zhuǎn)包過程中，采用包底沖入法加入稀土 +鐵神一號(hào)進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)處理；在1450°C 1480°C溫度下進(jìn)行負(fù)壓澆注；所述熱處理是鑄件裝爐溫度< 400°C，然后以40 60°C /h速度升溫至650 700°C保溫I. 5h ;當(dāng)彡700°C時(shí)，以90 100°C /h速度升溫至1050 1080°C保溫3 4h，水淬鑄件入水溫度1050 1070°C，水淬時(shí)冷卻速度應(yīng)達(dá)到30°C /s，水池的水量為鑄件重量的8 10倍以上，水溫控制在淬火前低于30°C，淬火后不超過50°C，鑄件在水中應(yīng)冷卻到100°C左右。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種破碎機(jī)用耐磨錘頭及其生產(chǎn)方法，它屬于一種破碎機(jī)用具有耐磨、抗沖擊的錘頭及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明主要是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的耐磨性較差和使用壽命短的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種破碎機(jī)用耐磨錘頭，其所述耐磨錘頭包括下述質(zhì)量百分比的原料，C0.9～1.2％，Mn11.0～14.0％，Si0.3～0.7％，Cr0.1～0.5％，Mo≤0.3％，V≤0.1％，Ti≤0.1％，P和S≤0.04％，Re0.1～0.4％，鐵神一號(hào)0.3～0.6％，其余為Fe。其生產(chǎn)方法包括下列步驟制造消失?！靶椭谱鳌蹮捄辖稹冑|(zhì)處理——澆注——清理——熱處理。本發(fā)明具有較高的硬度，足夠的韌性，耐磨性得到大幅提高，使用壽命比原來提高一倍多，特別適用于非強(qiáng)烈沖擊的工況條件。
文檔編號(hào)C22C38/38GK102634734SQ201210126808
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者安文柱, 曹建新, 李永堂 申請(qǐng)人:太原科技大學(xué)