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