低合金钢锤头的研制与应用.pdf

V0 1 ． 27 No ．3 Mar ． 2 006 铸造技术 FOUNDRY TECHNOLOGY 低合金钢锤 头的研制与应用 谢志 勇， 毛静 波 ， 鲁幼勤 ， 许 涛， 熊 晖 合肥水泥研究设计 院， 安徽 合肥 2 3 0 0 5 1 摘要 为提 高石料破碎机锤 头的使 用寿命 ， 经过 多次试验 摸 索和现场 工业性试 验， 成功研制 出价廉 物 美的低 合金钢 锤 头。结 合锤头含碳量较低 、 舍金元 素少的特 点， 对其进 行阶段 式复合热处理。热处理后锤头头部工作表 面硬度 5 0 5 5 HR C， 柄部硬 度 3 3 4 2 HR C ， 使用寿命为锻打钢锤头的 3 ～4 倍 。 关键词 破碎机 ； 低舍金 钢 ； 锤 头； 热处理 中圈分类号 T G1 4 2 ． 3 3 文献标识码 A 文章缩号 1 0 0 0 8 3 6 5 2 0 0 6 o 3 0 2 3 7 0 2 De v el op me n t a n d Ap pl i c a t i o n s of L o w- a l l o y St e e l Ha mme r s XI E Z h i - y o n g，MAO J i n g - b o ，LU Yo u - q i n，XU T a o ，XI ONG Hu i He f e i Ce me n t Re s e a r c h De s i g n I n s t i t u t e ，He f e i 2 3 0 0 5 1 ，C h i n a Abs t r a c t I n o r d e r t o i mp r o v e t h e wo r k i n g l i f e o f s t o n e c r u s h e r h a mme r s，t he g o o d a n d c he a p l o w- a l l o y s t e el h a mmer s wer e s u c c e s s f u l l y de v el op ed t h r o u g h a n u mb er s o f p r o d u c t i v e t es t s a n d i n d u s t r i a l t es t s．Ac c or di n g t o t he h ammer c h ar a c t er i s t i c s o f l o w c o n t e n t s o f c ar b o n a n d al l o yi n g el e men t s，The s t a g e he a t t r e a t me n t wa s p erfo r me d o n h a mme r s． Af t er h e a t t r e a t me n t ， t he wor ki n g s u rfa c e h a r d n e s s o f t he h a mme r h e a d i s b e t we en 5 0 HRC a n d 5 5 HRC an d h an dl e h a r d n e s s i s b e t we en 3 3 HRC an d 4 2 HRC．Th e s er vi c e l i f e i s t h r ee or f o u r t i me s a s mu c h a s t h a t o f t h e f or g e d ，s t e el h a mmer ． Key w o r ds Cr u s he r ；L o w． al l o y s t e el ；Ha mmer ；Hea t t r e a t men t 国内公路桥梁建设所用石料大多采用锤式破碎机 一 次性破碎 ， 通过多层振动筛分 选成所需的不同规格 等级 。石料破碎机结构设计简单 ， 转速不是很高 ， 所破 碎石料硬度较 高 大多 为青石 ， 入料粒 度大 5 0 0 ～ 1 0 0 0 ram ， 出料 粒 度 较 小 ≤ 5 0 ram 。 目前 ， 石 料 破碎机所用锤头材质大多为锻钢 6 5 Mn ， 锤头使用 寿命低 ， 增 加 了拆 装劳 动强度和 生产成 本。为提高 石料破碎机锤头的使用寿命 ， 经过多次试 验 ， 成功研 制出价廉物 美的低 合金钢 锤头 ， 使用 寿命为锻 打钢 锤头的 3 ～4倍 。 1 前期试 验 对现有使用厂家 的锻打钢锤 头进行硬度检测 ， 测 得其头部工作表面硬度 6 1 ～6 3 HR C， 柄部硬度 3 2 ～ 3 7 HR C。按常规来讲 ， 其应该具 备较高的综合性能 ， 即工作部位硬度高 耐磨损 ， 非工作部位硬度低 即韧 性高 ， 不易被打断 ； 但实际工业应用结果却极不尽人 意。分析原 因为 其工作部位基体组织为马氏体和少 量残余奥氏体 ， 尽管马氏体硬度较高， 但 由于没有合金 收稿 日期 2 0 0 5 0 6 0 6 ； 修订 日期 2 0 0 5 1 2 1 4 作者筒介 谢 志勇 1 9 7 8 一 ， 湖北黄 冈人 ， 助工． 从事耐磨耐热材料的研 究与应用． 碳化物 ， 因此在恶劣的冲击磨料磨损工况条件下 ， 仅仅 依靠马氏体硬度是不能胜任的； 在使用过程中， 锤头很 容易被硬的物料磨削掉 ， 降低其使用寿命 。为了充分 提高材料的耐磨性 ， 应该在 马氏体基体上附着部分较 硬的合金碳化物硬质相 ， 如 F e ， C r 。 C碳化物 ， 以提 高材料的耐磨性 。 2 低 合 金钢锤 头化 学成 分 的设计 锤头设计成分 铷 为 0 ． 3 3 ～0 ． 4 0 9 ， 6 C， 2 ． 5 ～ 4 ． 5 9 ， 6 C r ， 0 ． 3 9 ， 5 ～ 0 ． 5 9 ， 6 C u ， 0 ． 8 9 ， 6 ～ 1 - 0 9 ， 6 S i ， 0 ． 8 ～ 1 ． 2 M n， O． 0 5 S、 P。 3 铸造 工艺 的确 定 3 ． 1 熔 炼 工 艺 采用 5 0 0 k g中频电炉 石英砂炉衬 熔炼， 熔炼前 加入石灰石和碎玻璃复合造渣 剂， 待大部分炉料熔化 后扒渣 ， 然后加入硅铁、 锰铁脱氧 ， 按 1 k g ／ t 的量插入 铝 丝 进 行 终 脱 氧 后 出 炉 浇 注。 出炉 温 度 不 低 于 1 6 0 0 ℃ 。 3 ． 2 造 型与 浇注 工艺 结合锤头外形结构 见图 1 ， 设计 了锤头头部下 方放外冷铁 、 上方放明 冒 口、 柄部开 内浇 口的浇注工 艺， 以获得 致 密 晶体 组织 ， 同时 达到 细 化晶 粒 的效 维普资讯 FOUNDRY TECH N0L0GY Vo 1 ． 2 7 NO ． 3 Ma r ． 20 06 果 ； 型砂为水玻璃面砂普通粘土背砂 ， 砂芯采用合 脂油粘土砂 ； 涂料采用醇基锆英粉涂料 ， 搅拌均匀后 刷涂两次 ， 点火快 干 ； 冒口采用漂珠保温套 。浇注前 将 钢 包 预热 至 4 0 0 6 0 0℃ ， 钢 液 倒 入 钢 包 后 立 即在 钢液表面抛撒聚渣剂 ， 使得残余钢渣迅速 聚集 ， 进一 步 净 化钢 液 ， 同 时形 成 一 层 保 温覆 盖膜 ， 浇 注 温 度 为 1 5 5 0～ 1 6 0 0 ℃ 。 图 i锤头 外形 结 构 、F i g ． 1 Th e c o n f igu r a t i o n s t r u c t u r e o f h a mm e r s 4热处 理工 艺 的确 定 设计锤头工作部位盐水介质淬火 锤柄空淬 整 体风淬低温回火的阶段式复合热处理工艺。淬火温 度 为 8 8 0 9 4 0℃ 回火 温度 为 2 5 0 3 0 0℃。 试验发现 化学成分确定后淬火介质的选择对锤 头力学性能的影响特别大。结果见表 1 。 裹 1 锤 头热 处理试验 结果 Ta b ． 1 Th e r e s u l t o f h e a t t r e a t me n t e x p e r i me n t o n t h e h a mme r s 注 P QL介质冷却能力介于水与空气之间， 盐水浓度 5 ～1 5 。 5工业应 用效 果 安徽 MD石料厂原锻钢锤 头使用寿命 为 2天 ， 采 用低合金钢锤头后 ， 使用寿命提高为 5 ～7天 ； 按照用 户提出的更高要求 ， 对现有锤 头工作部位结构进行 了 改进设计 ， 增加 了锤头的有效工作面积 ， 使用寿命提高 为 7 ～8天。河南 XY石料厂原锻钢锤头使用寿命为 2 ～3 h ， 采用低合金钢锤头后 ， 使用寿命 8 ～1 0 h 。安 徽 YT石料厂所破石料含部分铁矿石 ， 原锻钢锤头使 用寿命为 2天 ， 采用低合金钢锤头后 ， 使用寿命提高为 3 ～ 4天 。 邮购 防止铸件缺陷的工艺技术及铸件质量控制 为了扩大企业获取技术信息的渠道 ， 我们搜集了近年来铸造方面的科研成果 ， 期刊杂志刊登 的相 关技术文章 ， 在西安理工大学均衡凝固， 大孔出流理论和专有技术的基础上 ， 分 门别类整理编辑 ， 汇编 成册； 全书共分 6章 ， 4 7 4页， 7 0 9图， 2 9 5表。包括铸铁 ， 铸钢 ， 白口铸铁 ， 铝合金 ， 铜合金砂型及特种铸 造的典型铸件工艺及专有技术。每册邮购价 3 2 0元。 邮购地址 7 1 0 0 4 8西安理工大学 6 0 8信箱 银行汇款 户名 西安市铸造学会 帐号 3 7 0 0 0 2 3 5 0 9 0 8 9 3 1 2 7 1 I 开户 行 西安 市工行 互 助路分 理处 电话 ／ 传 真 0 2 9 --8 2 3 1 2 4 2 1 E ma i l z z j s 2 6 3 ． n e t ． c n 维普资讯