CN104988426A - 一种破碎机用高锰钢锤头及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种破碎机用高锰钢锤头，该锤头全部采用高锰钢材料铸造而成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1～1.3％、Mn：12.0～14.5％、Cr：2.0～2.5％、Si：0.5～0.8％、Mo：0.25～0.45％、B：0.45～0.65％、Ti：0.15～0.25％、Ni：0.01～0.09％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。所述破碎机用高锰钢锤头的制备方法主要包括熔炼、扒渣、造型、浇注、清砂、热处理以及生产锤头所用的消失模的制备等步骤。本发明提供的破碎机用高锰钢锤头采用高锰钢通过消失模铸造方法生产，生产的锤头具有耐磨性好、使用寿命长、成本低等优势。
Description
技术领域
本发明涉及破碎机技术领域，更具体地说涉及一种破碎机用高锰钢锤头及其制备方法。
背景技术
耐磨材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，耐磨材料约占85％。随着信息社会的到来，特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是21世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
锤头是破碎机核心零部件之一，排列在破碎机转子的锤轴上，锤头在破碎机高速运转时直接打击物料，最终破碎成合适的物料粒度。国内目前的状况是：破碎机及其易损件—锤头，大部分进口英国MMD公司产品，MMD系列锤头的使用寿命一般在2-3个月。迄今为止，国产化进程一直不够理想，国产锤头的使用寿命水平通常只能达到进口产品的1/3～1/2。
在中国专利申请号：201010548434中公开了一种高铬复合锤头，包括锤体和锤柄，锤体的合金组分重量比为：C：1.00～1.50％，Si：1.0～1.5％，Mn：1.2～1.7％，P：0.047％，S：0.015％，Ni：0.99％，Cv：20.0～23.0％，Mo：1.20～1.60％，Cn：0.65％，V＝0.45，其余为Cr及不可避免的杂质，各组分之和为百分之百。该技术方案中含有较多的Ni、Mo，成本较高，韧性不够，使用寿命较短。
发明内容
为了克服上述技术的缺点，本发明提供了一种破碎机用高锰钢锤头及其制备方法，锤头采用高锰钢通过消失模铸造方法生产，生产的锤头具有耐磨性好、使用寿命长、成本低等优势。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种破碎机用高锰钢锤头，该锤头全部采用高锰钢材料铸造而成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1～1.3％、Mn：12.0～14.5％、Cr：2.0～2.5％、Si：0.5～0.8％、Mo：0.25～0.45％、B：0.45～0.65％、Ti：0.15～0.25％、Ni：0.01～0.09％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。
进一步地，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.15～1.3％、Mn：13.0～14.5％、Cr：2.2～2.5％、Si：0.6～0.8％、Mo：0.30～0.45％、B：0.50～0.63％、Ti：0.15～0.22％、Ni：0.02～0.08％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。
优选地，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.2％、Mn：13.5％、Cr：2.3％、Si：0.65％、Mo:0.35％、B：0.50％、Ti：0.18％、Ni：0.04％、S：0.03％、P：0.04％；余量为Fe。
优选地，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.25％、Mn：14.0％、Cr：2.5％、Si：0.7％、Mo：0.40％、B：0.60％、Ti：0.20％、Ni：0.05％、S：0.04％、P：0.04％；余量为Fe。
一种破碎机用高锰钢锤头的制备方法，所述的制备方法主要包括以下步骤：
步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；
步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；
步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3～0.35％；
步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；
步骤5：浇注，将钢水温度控制在1500℃～1550℃后，浇入锤头消失模中，浇注温度控制在1480℃～1500℃，保温时间为2～3小时；
步骤6：清砂，浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；
步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1110℃下保温3～4小时后，将温度降至250～300℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；
步骤8：铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
进一步地，所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。
进一步地，所述淬火的具体操作为：快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于980℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在70℃以下。
上述破碎机用高锰钢锤头的制备方法中，采用的锤头消失模的制作方法如下：首先，用可发性聚苯乙烯泡沫塑料板加工制成锤头消失模，在锤头消失模上粘贴浇口与冒口，将所述消失模浸泡在合金溶液中，使得所述模具的外层形成合金层；将所述消失模置于50～55℃下烘干；接着，将所述模具放置在砂箱内，进行填砂紧实操作；浇注前，先开启真空泵，在负压环境下使用高锰钢金属液将完成填砂的模具浇铸成型。
进一步地，所述锤头消失模在50～55℃下烘干后，还包括在烘干的模具表面涂抹耐高温材料；所述耐高温材料的厚度为2～4mm。
进一步地，所述填砂紧实操作具体为：在震动频率为60～70Hz、振幅为2～3mm、加速度为2～3g参数范围内进行振实。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的破碎机用高锰钢锤头采用高锰钢通过消失模铸造方法生产，生产的锤头具有耐磨性好、使用寿命长、成本低等优势。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种破碎机用高锰钢锤头，该锤头全部采用高锰钢材料铸造而成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.15％、Mn：12.5％、Cr：2.2％、Si：0.6％、Mo：0.35％、B：0.45％、Ti：0.18％、Ni：0.02％、S：0.04％、P：0.04％；余量为Fe。
所述破碎机用高锰钢锤头的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；
步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。
步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3％；
步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；
步骤5：浇注，将钢水温度控制在1500℃～1550℃后，浇入锤头消失模中，浇注温度控制在1480℃～1500℃，保温时间为2～3小时；
步骤6：清砂，浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；
步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1050℃下保温3～4小时后，将温度降至250～280℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；所述淬火的具体操作为：快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于980℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在70℃以下。
步骤8：铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
上述破碎机用高锰钢锤头的制备方法中，采用的锤头消失模的制作方法如下：首先，用可发性聚苯乙烯泡沫塑料板加工制成锤头消失模，在锤头消失模上粘贴浇口与冒口，将所述消失模浸泡在合金溶液中，使得所述模具的外层形成合金层；将所述消失模置于50～55℃下烘干，在烘干的模具表面涂抹耐高温材料；所述耐高温材料的厚度为2～4mm。接着，将所述模具放置在砂箱内，在震动频率为60～70Hz、振幅为2～3mm、加速度为2～3g参数范围内进行填砂紧实操作；浇注前，先开启真空泵，在负压环境下使用高锰钢金属液将完成填砂的模具浇铸成型。
实施例2
一种破碎机用高锰钢锤头，该锤头全部采用高锰钢材料铸造而成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.2％、Mn：13.5％、Cr：2.3％、Si：0.65％、Mo:0.35％、B：0.50％、Ti：0.18％、Ni：0.04％、S：0.03％、P：0.04％；余量为Fe。
所述破碎机用高锰钢锤头的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；
步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。
步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3％；
步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；
步骤5：浇注，将钢水温度控制在1500℃～1550℃后，浇入锤头消失模中，浇注温度控制在1480℃～1500℃，保温时间为2～3小时；
步骤6：清砂，浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；
步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1050℃～1060℃下保温3～4小时后，将温度降至260～280℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；所述淬火的具体操作为：快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于980℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在70℃以下。
步骤8：铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
上述破碎机用高锰钢锤头的制备方法中，采用的锤头消失模的制作方法同实施例1。
实施例3
一种破碎机用高锰钢锤头，该锤头全部采用高锰钢材料铸造而成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.25％、Mn：14.0％、Cr：2.5％、Si：0.7％、Mo：0.40％、B：0.60％、Ti：0.20％、Ni：0.05％、S：0.04％、P：0.04％；余量为Fe。
所述破碎机用高锰钢锤头的制备方法，主要包括以下步骤：
步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；
步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。
步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3％；
步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；
步骤5：浇注，将钢水温度控制在1500℃～1550℃后，浇入锤头消失模中，浇注温度控制在1480℃～1500℃，保温时间为2～3小时；
步骤6：清砂，浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；
步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1060℃～1070℃下保温3～4小时后，将温度降至270～290℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；所述淬火的具体操作为：快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于980℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在70℃以下。
步骤8：铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
上述破碎机用高锰钢锤头的制备方法中，采用的锤头消失模的制作方法同实施例1。
实施例4
一种破碎机用高锰钢锤头，该锤头全部采用高锰钢材料铸造而成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.3％、Mn：14.5％、Cr：2.5％、Si：0.6％、Mo：0.45％、B：0.65％、Ti：0.25％、Ni：0.03％、S：0.02％、P：0.03％；余量为Fe。
上述破碎机用高锰钢锤头的制备方法和消失模的制备方法均同实施例3。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种破碎机用高锰钢锤头，其特征在于：该锤头全部采用高锰钢材料铸造而成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.1～1.3％、Mn：12.0～14.5％、Cr：2.0～2.5％、Si：0.5～0.8％、Mo：0.25～0.45％、B：0.45～0.65％、Ti：0.15～0.25％、Ni：0.01～0.09％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种破碎机用高锰钢锤头，其特征在于：所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.15～1.3％、Mn：13.0～14.5％、Cr：2.2～2.5％、Si：0.6～0.8％、Mo：0.30～0.45％、B：0.50～0.63％、Ti：0.15～0.22％、Ni：0.02～0.08％、S：≤0.04％、P：≤0.04％；余量为Fe。
3.根据权利要求1或2所述的一种破碎机用高锰钢锤头，其特征在于：所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.2％、Mn：13.5％、Cr：2.3％、Si：0.65％、Mo:0.35％、B：0.50％、Ti：0.18％、Ni：0.04％、S：0.03％、P：0.04％；余量为Fe。
4.根据权利要求1或2所述的一种破碎机用高锰钢锤头，其特征在于：所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下：C：1.25％、Mn：14.0％、Cr：2.5％、Si：0.7％、Mo：0.40％、B：0.60％、Ti：0.20％、Ni：0.05％、S：0.04％、P：0.04％；余量为Fe。
5.一种根据权利要求1所述的破碎机用高锰钢锤头的制备方法，其特征在于：所述的制备方法主要包括以下步骤：
步骤1：首先选择较好的废旧锰钢和废钢作为原料；
步骤2：熔炼，将上述废旧锰钢和废钢通过电炉熔成锰钢水，并加入合金元素进行成份分析、微调，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600～1650℃；
步骤3：扒渣处理：采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3～0.35％；
步骤4：造型，选择优质碱性材料砂作为造型砂，型造好后采用二氧化碳作固化处理，然后进行上涂料，再进行点火烘烤，然后合箱；
步骤5：浇注，将钢水温度控制在1500℃～1550℃后，浇入锤头消失模中，浇注温度控制在1480℃～1500℃，保温时间为2～3小时；
步骤6：清砂，浇注完成后，进行清砂处理；然后清理铸件毛刺，打磨检验；
步骤7：热处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，进行升温，在1040℃～1110℃下保温3～4小时后，将温度降至250～300℃后继续保温2～3小时，然后快速出炉入水淬火；
步骤8：铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
6.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述熔炼步骤采用中频感应炉，所述感应炉内底部铺设有一层石灰和氟石的混合物。
7.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述淬火的具体操作为：快速将铸件出炉，出炉温度控制在1000℃左右，铸件温度控制在不小于980℃浸入处于常温状态的水介质中，对铸件进行整体淬火1小时，淬火过程中水介质温度控制在70℃以下。
8.根据权利要求5所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述锤头消失模的制作方法如下：首先，用可发性聚苯乙烯泡沫塑料板加工制成锤头消失模，在锤头消失模上粘贴浇口与冒口，将所述消失模浸泡在合金溶液中，使得所述模具的外层形成合金层；将所述消失模置于50～55℃下烘干；接着，将所述模具放置在砂箱内，进行填砂紧实操作；浇注前，先开启真空泵，在负压环境下使用高锰钢金属液将完成填砂的模具浇铸成型。
9.根据权利要求8所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述锤头消失模在50～55℃下烘干后，还包括在烘干的模具表面涂抹耐高温材料；所述耐高温材料的厚度为2～4mm。
10.根据权利要求8所述的球磨机用高锰钢衬板的制备方法，其特征在于：所述填砂紧实操作具体为：在震动频率为60～70Hz、振幅为2～3mm、加速度为2～3g参数范围内进行振实。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151021 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |