CN106048462A - 一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头，其是由基体与基体表面的铸渗层组成，其中基体由下列各成分按重量百分比组成：C：0.3‑0.5%，Si：0.5‑1.0%，Mn：0.5‑1.0%，Cr：16‑18%，Mo：0.8‑1.0%，Cu：0.5‑0.8%，Ti：0.1‑0.2%，Ni：0.5‑1%，Zn：0.1‑0.2%，S：≤0.05%，P：≤0.05%，余量为Fe。本发明的破碎机锤头既具有优异的耐磨性能，还有良好的韧性和抗冲击能力，铸造缺陷少，成品率高，外观质量高，耐用性好。

Description

一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头及其生产方法

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头及其生产方法。

背景技术

锤式破碎机是在矿山行业中的常用设备，其中作为破碎各种物料的破碎机锤头，在破碎物料过程中会承受很大的冲击力以及物料对表面的挤压，从而造成很大的磨损，减少使用寿命。因此，制备破碎机锤头必须兼顾较高的硬度和良好的抗冲击韧性，从而提高锤头的耐磨性能。

铸渗是将陶瓷颗粒或合金颗粒等材料与粘结剂、溶剂混合后固定于铸型表面， 然后浇注金属液，金属液渗透微孔、与铸渗材料发生界面冶金反应，形成具有特殊组织和性能的一种材料处理技术。由于铸渗工艺能够把金属材料的强韧性与强化成分的高硬度、高刚度结合起来，使铸件整体性能得到改善，且工艺简单，成本低廉，已经广泛应用于锤头、磨辊等耐磨需求高的铸件生产中。然而，铸渗法生产过程中也存在一些缺陷，比如合金粉末和金属液渗透能力差，容易产生气孔、夹渣以及铸渗表面粗糙度厚，这些问题影响了产品的质量和耐用性。因此，为了得到具有更好硬度、耐磨性能和抗冲击能力矿用破碎机锤头，不仅需要优化基体金属材料的组成与性能，提高铸渗层的质量也至关重要。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头及其生产方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头，其是由基体与基体表面的铸渗层组成，其中基体由下列各成分按重量百分比组成：C：0.3-0.5%，Si：0.5-1.0%，Mn：0.5-1.0%，Cr：16-18%，Mo：0.8-1.0%，Cu：0.5-0.8%，Ti：0.1-0.2%，Ni：0.5-1%，Zn：0.1-0.2%，S：≤0.05%，P：≤0.05%，余量为Fe；

其中铸渗层原料按重量百分比为：100-200目铬铁粉40-60%，200-300目凹凸棒土6-8%，纳米氧化锌3-5%，硅烷偶联剂KH-560 3-5%，玉米淀粉2-4%，硼砂3-5%，20-30%双氧水3-5%，环氧氯丙烷0.1-0.2%，羟丙基瓜尔胶0.1-0.2%，拜耳水性聚氨酯U54 1-2%，余量为水。

一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头的生产方法，包括以下步骤：

（1）将基体材料于感应电炉中熔炼，熔清后调整成分，经过扒渣、脱氧，得基体金属液，熔炼温度为1580-1620℃；

（2）按重量称取铸渗层原料，先将玉米淀粉、c、双氧水、环氧氯丙烷加入水中40-60℃搅拌1-2h，然后加入硅烷偶联剂KH-560同样条件下搅拌0.5-1h，得A组分；将其余铸渗层原料混合研磨均匀后于100-120℃处理10-20min，得B组分，将A组分与B组分混合后球磨均匀，得铸渗浆料；

（3）先清洁铸型表面，将（2）中的铸渗浆料分多次均匀涂覆于铸型表面，涂覆厚度为6-10mm，然后于320-350℃处理1-2h，再浇注（1）中的基体金属液，其中基体金属液的温度控制在1550-1600℃之间，浇注完缓慢冷却至室温，经过常规后处理工序后即得聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头。

本发明的优点是：

本发明利用硼砂、环氧氯丙烷对玉米淀粉、羟丙基瓜尔胶进行交联，通过硅烷偶联剂改性后与铬铁粉、凹凸棒土、纳米氧化锌粉体以及聚氨酯乳液等原料复合制得铸渗材料，既能有效提升对铸型的粘附性以及铸渗材料本身的强度，浇注时不易被金属液冲散，又有助于提升基材金属液在铸造过程中对铸渗层的浸润、渗透性能，提高铸渗层与金属基材的结合强度，且能有效降低夹渣等缺陷，在金属基体表面形成牢固、厚度合适、韧性高、耐磨性能好的铸渗复合层，同时通过基体成分的调整与配合，使得到的破碎机锤头既具有优异的耐磨性能，还有良好的韧性和抗冲击能力，铸造缺陷少，成品率高，外观质量高，耐用性好。

具体实施方式

一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头，其是由基体与基体表面的铸渗层组成，其中基体由下列各成分按重量百分比组成：C：0.3%，Si：0.5%，Mn：0.5%，Cr：16%，Mo：0.8%，Cu：0.5%，Ti：0.1%，Ni：0.5%，Zn：0.1%，S：0.03%，P：0.03%，余量为Fe；

其中铸渗层原料按重量百分比为：100目铬铁粉40%，200目凹凸棒土6%，纳米氧化锌3%，硅烷偶联剂KH-560 3%，玉米淀粉2%，硼砂3%，20%双氧水3%，环氧氯丙烷0.1%，羟丙基瓜尔胶0.1%，拜耳水性聚氨酯U54 1%，余量为水。

一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头的生产方法，包括以下步骤：

（1）将基体材料于感应电炉中熔炼，熔清后调整成分，经过扒渣、脱氧，得基体金属液，熔炼温度为1580℃；

（2）按重量称取铸渗层原料，先将玉米淀粉、羟丙基瓜尔胶、双氧水、环氧氯丙烷加入水中40℃搅拌1h，然后加入硅烷偶联剂KH-560同样条件下搅拌0.5h，得A组分；将其余铸渗层原料混合研磨均匀后于100℃处理10min，得B组分，将A组分与B组分混合后球磨均匀，得铸渗浆料；

（3）先清洁铸型表面，将（2）中的铸渗浆料分多次均匀涂覆于铸型表面，涂覆厚度为6mm，然后于320℃处理1h，再浇注（1）中的基体金属液，其中基体金属液的温度控制在1550℃之间，浇注完缓慢冷却至室温，经过常规后处理工序后即得聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头。

选用的铸渗层原料铬铁粉化学成分如下：C：0.06%，Cr：65.0%，Si：1.5%，P：0.04%，S：0.03%，余量为Fe。

上述制得的锤头硬度为62.3HRC，冲击韧性为112.2J/cm²。

Claims (2)

1.一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头，其特征在于，其是由基体与基体表面的铸渗层组成，所述的基体由下列各成分按重量百分比组成：C：0.3-0.5%，Si：0.5-1.0%，Mn：0.5-1.0%，Cr：16-18%，Mo：0.8-1.0%，Cu：0.5-0.8%，Ti：0.1-0.2%，Ni：0.5-1%，Zn：0.1-0.2%，S：≤0.05%，P：≤0.05%，余量为Fe；

所述的铸渗层原料按重量百分比为：100-200目铬铁粉40-60%，200-300目凹凸棒土6-8%，纳米氧化锌3-5%，硅烷偶联剂KH-560 3-5%，玉米淀粉2-4%，硼砂3-5%，20-30%双氧水3-5%，环氧氯丙烷0.1-0.2%，羟丙基瓜尔胶0.1-0.2%，拜耳水性聚氨酯U54 1-2%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将基体材料于感应电炉中熔炼，熔清后调整成分，经过扒渣、脱氧，得基体金属液，熔炼温度为1580-1620℃；

（2）按重量称取铸渗层原料，先将玉米淀粉、羟丙基瓜尔胶、双氧水、环氧氯丙烷加入水中40-60℃搅拌1-2h，然后加入硅烷偶联剂KH-560同样条件下搅拌0.5-1h，得A组分；将其余铸渗层原料混合研磨均匀后于100-120℃处理10-20min，得B组分，将A组分与B组分混合后球磨均匀，得铸渗浆料；

（3）先清洁铸型表面，将（2）中的铸渗浆料分多次均匀涂覆于铸型表面，涂覆厚度为6-10mm，然后于320-350℃处理1-2h，再浇注（1）中的基体金属液，其中基体金属液的温度控制在1550-1600℃之间，浇注完缓慢冷却至室温，经过常规后处理工序后即得聚氨酯改性铸渗复合矿用破碎机耐磨锤头。