CN102634734A

CN102634734A - 一种破碎机用耐磨锤头及其生产方法

Info

Publication number: CN102634734A
Application number: CN2012101268085A
Authority: CN
Inventors: 曹建新; 李永堂; 安文柱
Original assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Current assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明涉及一种破碎机用耐磨锤头及其生产方法，它属于一种破碎机用具有耐磨、抗冲击的锤头及其生产方法。本发明主要是为了解决现有技术存在的耐磨性较差和使用寿命短的技术问题。本发明的技术方案是：一种破碎机用耐磨锤头，其所述耐磨锤头包括下述质量百分比的原料，C：0.9～1.2％，Mn：11.0～14.0％，Si：0.3～0.7％，Cr：0.1～0.5％，Mo≤0.3％，V≤0.1％，Ti≤0.1％，P和S≤0.04％，Re：0.1～0.4％，铁神一号：0.3～0.6％，其余为Fe。其生产方法包括下列步骤：制造消失模——砂型制作——熔炼合金——变质处理——浇注——清理——热处理。本发明具有较高的硬度，足够的韧性，耐磨性得到大幅提高，使用寿命比原来提高一倍多，特别适用于非强烈冲击的工况条件。

Description

一种破碎机用耐磨锤头及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种破碎机用耐磨锤头及其生产方法，它属于一种破碎机用具有耐磨、抗冲击的锤头及其生产方法。

背景技术

在冶金、矿山、煤炭、电力和农机等各个工业部门中，许多设备及工件由于磨损而迅速失效，材料磨损造成了大量的经济损失。环锤是破碎机的关键部件，也是易损件，其使用寿命和更换次数直接影响到设备的使用效率。

目前，破碎机锤头材料多采用高锰钢(M13)，其化学成分质量百分比为：C：0.90～1.20，Mn：11.00～14.00，Si：0.30～0.80，P≤0.070，S≤0.040。高锰钢为奥氏体钢，铸造并经水韧处理后得到室温下的奥氏体组织，直接应用于破碎机上进行破碎工作。高锰钢的主要特征是屈服强度低，工件使用中易变形，在强烈的冲击载荷或挤压载荷下，受力表面可产生加工硬化，硬度可从原始的HB200左右提高到HB450以上，而心部仍保持着良好的韧性，从而具有良好的耐磨性。而高锰钢在非强烈冲击工况下，其加工硬化性能体现不充分，表面硬度常低于HB300～350，硬化层也很浅，从而大大降低了其铸件的表面硬度、强度，造成其耐磨性较差，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术中的不足之处而提供一种适用于非强烈冲击工况下、具有良好耐磨性和抗冲击的破碎机用耐磨锤头及其生产方法。

本发明为实现上述的目的而采用的技术方案是：一种破碎机用耐磨锤头，其所述耐磨锤头包括下述质量百分比的原料，C：0.9～1.2％，Mn：11.0～14.0％，Si：0.3～0.7％，Cr：0.1～0.5％，Mo≤0.3％，V≤0.1％，Ti≤0.1％，P和S≤0.04％，Re：0.1～0.4％，铁神一号：0.3～0.6％，其余为Fe。

一种生产所述的破碎机用耐磨锤头的方法，其包括下列步骤：制造消失模——砂型制作——熔炼合金——变质处理——浇注——清理——热处理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯为原料按照零件形状制作模型，用复层涂料涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用铁砂加螺旋环冷铁，在负压下制作砂型；所述变质处理是合金熔炼后，出炉前以钢液的重量加质量百分比为0.12％纯铝终脱氧，在转包过程中，采用包底冲入法加入稀土+铁神—号进行复合变质处理；在1450℃～1480℃温度下进行负压浇注；所述热处理是铸件装炉温度≤400℃，然后以40～60℃/h速度升温至650～700℃保温1.5h；当≥700℃时，以90～100℃/h速度升温至1050～1080℃保温3～4h，水淬：铸件入水温度1050～1070℃，水淬时冷却速度应达到30℃/s，水池的水量为铸件重量的8～10倍以上，水温控制在淬火前低于30℃，淬火后不超过50℃，铸件在水中应冷却到100℃左右。

本发明的锤头材料属于碳(C)含量高的钢，碳是影响钢各种性能的主导元素，当碳的质量百分比在0.9％～1.3％范围内变化，随着碳含量增加，钢的硬度、破坏强度、屈服强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，能稳定奥氏体组织，在钢中碳含量一定时，随着Mn含量增加钢的组织由珠光体型变为马氏体型并进一步转变为奥氏体型，随着Mn含量的增加冲击韧性迅速提高，低温冲击韧性增加更为明显。所用原料铬(Cr)主要作用是提高钢的淬透性，同时固溶强化基体，铬和铁形成连续固溶体，与碳形成多种化合物(Fe·Cr)₃C，可以显著提高耐磨性；所用原料稀土(Re)的加入，可以净化钢液，具有良好的脱氧、脱硫的作用，可细化铸态组织晶粒和改善碳化物分布，提高材料的耐磨性，也有利于材料综合性能的提高；所用原料铁神一号净化剂具有长效孕育功能，可净化钢液、细化晶粒、延缓衰退、减少硫和磷的含量；硫和磷是钢铁中的有害杂质，硫在钢中能与铁化合，容易导致钢在高温下沿晶界开裂，磷在低温时会显著降低钢的塑性和韧性，所以要尽量减少。

本发明的积极效果如下：本发明以普通高锰钢为材质，对其进行多元微合金化、复合化变质处理，采用铁砂造型+螺旋环冷铁的消失模铸造工艺并经热处理所得到的耐磨锤头，具有较高的硬度，足够的韧性，耐磨性得到大幅提高，使用寿命比原来提高一倍多，特别适用于非强烈冲击的工况条件；锤头成分中的合金元素含量较低，而且所加合金元素国内资源丰富，价格低廉。

附图说明

附图是本发明热处理工艺曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

本实施例中的破碎机用耐磨锤头，其所述耐磨锤头包括下述质量百分比的原料，C：0.9～1.2％，Mn：11.0～14.0％，Si：0.3～0.7％，Cr：0.1～0.5％，Mo≤0.3％，V≤0.1％，Ti≤0.1％，P和S≤0.04％，Re：0.1～0.4％，铁神一号：0.3～0.6％，其余为Fe。

生产上述破碎机用耐磨锤头的方法，其包括下列步骤：制造消失模——砂型制作——熔炼合金——变质处理——浇注——清理——热处理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯(EPS)为原料按照零件形状制作模型，用复层涂料(镁砂粉)涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用铁砂加螺旋环冷铁，在负压下制作砂型；将上述原料采用中频或工频感应电炉熔炼，出炉温度1580℃，出炉前以钢液的重量加质量百分比为0.12％纯铝终脱氧，在转包过程中，采用包底冲入法加入稀土0.1％+铁神一号0.3％进行复合变质处理；在1450℃温度下进行负压浇注；所述热处理是铸件装炉温度≤400℃，然后以40～60℃/h速度升温至650～700℃保温1.5h；当≥700℃时，以90～100℃/h速度升温至1050～1080℃保温3～4h，水淬：铸件入水温度1050～1070℃，水淬时冷却速度应达到30℃/s，水池的水量为铸件重量的8～10倍以上，水温控制在淬火前低于30℃，淬火后不超过50℃，铸件在水中应冷却到100℃左右。最终的显微组织为奥氏体+片状碳化物。

实施例2

生产上述破碎机用耐磨锤头的方法，其包括下列步骤：制造消失模——砂型制作——熔炼合金——变质处理——浇注——清理——热处理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯(EPS)为原料按照零件形状制作模型，用复层涂料(镁砂粉)涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用铁砂加螺旋环冷铁，在负压下制作砂型；将上述原料采用中频或工频感应电炉熔炼，出炉温度1580℃，出炉前以钢液的重量加质量百分比为0.12％纯铝终脱氧，在转包过程中，采用包底冲入法加入稀土0.4％+铁神一号0.6％进行复合变质处理；在1460℃温度下进行负压浇注；所述热处理是铸件装炉温度≤400℃，然后以40～60℃/h速度升温至650～700℃保温1.5h；当≥700℃时，以90～100℃/h速度升温至1050～1080℃保温3～4h，水淬：铸件入水温度1050～1070℃，水淬时冷却速度应达到30℃/s，水池的水量为铸件重量的8～10倍以上，水温控制在淬火前低于30℃，淬火后不超过50℃，铸件在水中应冷却到100℃左右。最终的显微组织为奥氏体+片状碳化物。

实施例3

本实施例中的破碎机用耐磨锤头，其所述耐磨锤头包括下述质量百分比的原料，C：0.9～1.2％，Mn：11.0～14.0％，Si：0.3～0.7％，Cr：0.1～0.5％，Mo≤0.3％，V≤0.1％，Ti≤0.1％，P和S≤0.04％，Re：0.1～0.4％，铁神一号：0.3～0.6％，其余为Fe。生产上述破碎机用耐磨锤头的方法，其包括下列步骤：制造消失模——砂型制作——熔炼合金——变质处理——浇注——清理——热处理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯(EPS)为原料按照零件形状制作模型，用复层涂料(镁砂粉)涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用铁砂加螺旋环冷铁，在负压下制作砂型；将上述原料采用中频或工频感应电炉熔炼，出炉温度1580℃，出炉前以钢液的重量加质量百分比为0.12％纯铝终脱氧，在转包过程中，采用包底冲入法加入稀土0.15％+铁神一号0.4％进行复合变质处理；在1480℃温度下进行负压浇注；所述热处理是铸件装炉温度≤400℃，然后以40～60℃/h速度升温至650～700℃保温1.5h；当≥700℃时，以90～100℃/h速度升温至1050～1080℃保温3～4h，水淬：铸件入水温度1050～1070℃，水淬时冷却速度应达到30℃/s，水池的水量为铸件重量的8～10倍以上，水温控制在淬火前低于30℃，淬火后不超过50℃，铸件在水中应冷却到100℃左右。最终的显微组织为奥氏体+片状碳化物。

Claims

1.一种破碎机用耐磨锤头，其特征在于：所述耐磨锤头包括下述质量百分比的原料，C：0.9～1.2％，Mn：11.0～14.0％，Si：0.3～0.7％，Cr：0.1～0.5％，Mo≤0.3％，V≤0.1％，Ti≤0.1％，P和S≤0.04％，Re：0.1～0.4％，铁神一号：0.3～0.6％，其余为Fe。

2.一种生产权利要求1所述的破碎机用耐磨锤头的方法，其特征在于：包括下列步骤：制造消失模——砂型制作——熔炼合金——变质处理——浇注——清理——热处理；所述制造消失模是用泡沫聚苯乙烯为原料按照零件形状制作模型，用复层涂料涂于模型表面，烘干，制成消失模；所述砂型制作是用铁砂加螺旋环冷铁，在负压下制作砂型；所述变质处理是合金熔炼后，出炉前以钢液的重量加质量百分比为0.12％纯铝终脱氧，在转包过程中，采用包底冲入法加入稀土+铁神一号进行复合变质处理；在1450℃～1480℃温度下进行负压浇注；所述热处理是铸件装炉温度≤400℃，然后以40～60℃/h速度升温至650～700℃保温1.5h；当≥700℃时，以90～100℃/h速度升温至1050～1080℃保温3～4h，水淬：铸件入水温度1050～1070℃，水淬时冷却速度应达到30℃/s，水池的水量为铸件重量的8～10倍以上，水温控制在淬火前低于30℃，淬火后不超过50℃，铸件在水中应冷却到100℃左右。