一种耐磨复合锤头及其制备方法技术

一种耐磨复合锤头及其制备方法，属于破碎设备技术领域。先采用铸造方法铸造复合锤头的锤柄部位，锤柄的化学组成及其质量百分数为：0.26～0.35C，0.25～0.45Si，0.60～0.80Mn，0.08～0.15N，1.0～1.2Cr，0.015～0.030Al，0.008～0.016Ca，S<0.03，P<0.04，余量Fe。锤柄与锤头的结合部位进行喷砂毛化处理，使锤柄表面粗糙度达到65～100μm，然后复合耐磨合金，复合锤头硬度高、耐磨性好。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨复合锤头及其制备方法
本专利技术公开了一种锤头及其制备方法，特别涉及一种耐磨复合锤头及其制备方法，属于破碎设备

技术介绍
锤式破碎机结构简单、破碎比大、耗能少、出料均匀，适合破碎各种物料，已在冶金、矿山、建材、电力及化工等工业部门广泛应用，其中锤头是关键而又易损的零件。因为锤头工作时速度高，冲击力大，磨损十分严重，工况条件十分恶劣，要求锤头具有一定的强度和抗冲击磨损能力。高锰钢是锤头传统材质，由于在物料破碎过程中高锰钢的加工硬化程度不够，硬度没有得到充分地提高，使用寿命较短。采用中低碳合金钢，尽管通过热处理可得到马氏体组织，由于组织中没有硬质相，耐磨性也较差。镍硬铸铁和高铬白口铸铁硬度高、耐磨性好，材料的强度和韧性低，在破碎冲击力的作用下易产生断裂，开发高强韧性的耐磨锤头及其制备方法将具有重要的意义。为了提高锤头性能，中国专利技术专利CN103643163A公开了一种鹅卵石破碎机锤头用合金钢材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳1.2-1.5、硅1.9-2.1、锰3.9-4.3、镍3.7-3.9、铬15.2-16.5、钼2.6-2.8、Ho0.18-0.23、Ta0.08-0.12、S≤0.05、P≤0.05、余量为铁。该专利技术合金钢具有高的硬度、耐磨性和热强高的特点，耐腐蚀，适用于破碎硬度高的锤式破碎机，如用于鹅卵石制砂机，破碎率高，耐磨损，耐热。该专利技术使用部分废铁作为原料，并经过二次精炼，分批投放原料，合理控制铸后热处理温度，使合金品质更稳定均一，提高综合力学性能。该专利技术精炼剂用于铸造生产，不会在铸件表面产生气孔，夹杂氧化物也明显降低。中国专利技术专利CN103627996A还公开了一种高铬稀土合金钢锤头材料，其含有的化学元素成分及其质量百分比为：碳2.7-2.9、硅1.2-1.5、锰5.4-5.8、铬8.7-9.1、钼2.0-2.3、镍1.2-1.5、铜0.02-0.05、铝0.2-0.4、Nb0.09-0.12、Sc0.03-0.05、S≤0.05、P≤0.05、余量为铁。该专利技术是采用高碳钢作为材质，同时含有较高的铬和微量的Sc、Nb、铝多种合金元素，具有很高的原始硬度和耐磨性，同时耐腐蚀，韧性也较好；该专利技术适用于强烈冲击的工作条件，用于进料粒度在400mm以上的大型破碎机锤头，其使用寿命与传统的高锰钢相比能提高1-2倍。该专利技术精炼剂用于铸造生产，明显提高成品率。中国专利技术专利CN103510027A还公开了一种耐磨的破碎机锤头，材料为高铬锰钨合金，其中高铬锰钨合金的成分为：C＝2.1～3.2％，S＝0.3～1.0％，Mn＝2.0～3.3％，Cr＝14～18％，Mo＝0.3～0.5％，W＝0.2～0.7％，V＝0.2～1.2％，Ti、Nb＜0.1％；解决了锤式破碎机锤头磨损快，使用寿命短的问题。中国专利技术专利CN103334074A还公开了一种反击式破碎机锤头刀口强化工艺，工艺过程如下：首先将锤头刀口部位表面加温至本体材料熔点，然后在表面喷Cr3C2粉，之后将喷上的Cr3C2粉加温至1900℃，使Cr3C2粉熔化，与锤头刀口本体材料熔合，再在表面喷Cr3C2粉，将喷上的Cr3C2粉加温至1900℃使其与锤头刀口本体材料熔合，最后冷却至常温。本专利技术是将破碎机锤头刀口喷焊Cr3C2(碳化铬)，喷焊Cr3C2可在碳钢、合金钢、不锈钢等不同材质的破碎机锤头刀口上实施，其工艺简单、成本低，并且该专利技术制作出来的锤头刀口强度和硬度显著地提高，并有很高的耐腐蚀性能，使用寿命和高锰钢相比，提高了寿命3倍。中国专利技术专利CN103056343A还公开了三金属复合铸造破碎机锤头生产工艺方法，它涉及一种铸造破碎机锤头生产工艺，它首先采用低合金钢或普通铸钢浇注成内部锤柄，并预热随后浇注成复合锤柄，再浇铸高铬铸铁制成三金属破碎机锤头，它在原双液双金属复合法的基础上，通过包覆法铸造出复合锤柄部位，再通过浇注高铬铸铁复合锤柄与锤端部位。由于外部锤柄采用耐磨性好，内部锤柄用韧性较好的材质，因而锤柄能承受较好的物料磨损，使高铬铸铁的高耐磨性得到充分发挥，整体提高了锤头的使用寿命。中国专利技术专利CN102873308A还公开了一种双液双金属的消失模铸造复合破碎机锤头的方法，其特征在于：包括下述步骤：步骤一：将泡沫塑料制成的破碎机锤头型体埋入砂箱的干砂中，通过砂箱中的真空管道，抽真空；步骤二：按以下重量百分比的高铬铸铁化学组成：2.6-4.0％C，15-35％Cr，0.5-1.5％Mn，0.5-1.5％Si，Mo≤1.5％，Cu≤1.5％，P≤0.3％，S≤0.3％，其余为Fe制备高铬铸铁铸液；按以下重量百分比的碳钢化学组成：0.2-0.6％C，0.5-1.5％Mn，0.3-1.5％Si，P＜0.3％、S＜0.3％，其余为Fe制备碳钢铸液；步骤三：待两种金属铸液熔清脱氧处理后，高铬铸铁铸液的浇注温度控制在1300-1400℃；碳钢铸液的浇注温度控制在1550-1650℃；步骤四：先进行碳钢浇注，待碳钢铸液全部充实锤柄部分并至与锤头部分交界处，停止碳钢浇注，接着进行高铬铸铁浇注，待锤头部分浇注完成后迅速采用保温剂将高铬铸铁液覆盖；步骤五：待步骤四浇注完成1小时后取出破碎机锤头铸件，在900-1000℃进行热处理并保温，保温完成后将铸件迅速出炉，在空气中冷却；步骤六：将热处理后的破碎机锤头铸件在250-300℃进行回火处理并保温。中国专利技术专利CN102886288A还公开了一种反击式破碎机锤头及其制作方法，该专利技术在制作能安装在反击式破碎机的转轴(2)上的锤头(1)时，将锤头(1)的加工击打面制作成弧形曲面(1.1)，并使该弧形曲面(1.1)从锤头(1)的击打面的最下端前端起、从下到上沿着该锤头(1)工作时转动方向的相反方向逐渐弯曲即成。该专利技术的锤头不仅具有工作时磨损较小、使用寿命较长的优点，而且还具有结构简单、能提高反击式破碎机的加工效率、减少运行成本和减少维护工作量、降低能耗等优点。中国专利技术专利CN102806315A用消失模铸造双金属双溶液复合破碎机锤头的方法，其特征在于，该方法步骤如下：(一)由模样组成的模组中使锤柄朝下，工作面朝上设置；模样组成模组是用主浇道(1)、内浇道(2)、溢流槽(3)和横浇道(4)连接而成；溢流槽(3)为锤柄材质(7)，此浇口上口平面为锤柄材质(7)的浇注分界线，上部为锤头材质(6)的直浇口及主浇道(1)；(二)熔炼：同时将上述锤头材质(6)和锤柄材质(7)由两炉分别溶炼，锤头材质(6)炼至1450℃出炉；锤柄材质(7)炼至1550℃出炉；(三)浇注：以1450℃先浇注锤柄材质(7)钢水，随即将溢流槽(3)流出的钢水，在砂箱(5)外用耐火泥堵塞，接着再以1350℃浇注锤头材质(6)铁水至直浇道(1)顶部；(四)待铸件凝固冷却清割浇冒口，获得双金属复合锤。中国专利CN202570264U还公开了一种抗磨损的破碎机锤头，由锤柄和锤身组成，所述锤身上的工作面由基材层和复合层组成，该复合层由基材金属和硬质陶瓷颗粒块组成，其中硬质陶瓷颗粒块交错成规则网状分布于基材金属中。该技术将硬质陶瓷颗粒块排布成规则网状，在基材金属液的高温作用下，硬质陶瓷颗粒与基材金属液发生冶金化合反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐磨复合锤头，其特征在于，复合锤头为锤头的工作部位或锤头的工作表面为堆焊耐磨堆焊合金，堆焊耐磨堆焊合金与包括锤柄部位的本体部分之间采用过渡层，过渡层的化学组成及其质量百分数为：0.08～0.20C,0.17～0.35Si,12.0～13.5Mn,0.30～0.45N,0.25～0.40V,0.06～0.12Nb,0.04～0.06Ce,S<0.025,P<0.030,余量Fe；包括锤柄部位的本体部分的化学组成及其质量百分数为：0.26～0.35C,0.25～0.45Si,0.60～0.80Mn,0.08～0.15N,1.0～1.2Cr,0.015～0.030Al,0.008～0.016Ca,S<0.03,P<0.04,余量Fe；耐磨堆焊合金化学组成及其质量百分数为：4.2～4.5C,24.0～28.0Cr,1.2～1.5B,4.0～4.5V,2.0～2.5Nb,0.20～0.35N,0.05～0.15Y,0.15～0.20Ca,0.18～0.28K,S<0.03,P<0.04,余量Fe。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨复合锤头，其特征在于，复合锤头的工作部位为耐磨堆焊合金，耐磨堆焊合金与包括锤柄部位的本体部分之间采用过渡层，过渡层的化学组成及其质量百分数为：0.08～0.20C,0.17～0.35Si,12.0～13.5Mn,0.30～0.45N,0.25～0.40V,0.06～0.12Nb,0.04～0.06Ce,S<0.025,P<0.030,余量Fe；包括锤柄部位的本体部分的化学组成及其质量百分数为：0.26～0.35C,0.25～0.45Si,0.60～0.80Mn,0.08～0.15N,1.0～1.2Cr,0.015～0.030Al,0.008～0.016Ca,S<0.03,P<0.04,余量Fe；耐磨堆焊合金化学组成及其质量百分数为：4.2～4.5C,24.0～28.0Cr,1.2～1.5B,4.0～4.5V,2.0～2.5Nb,0.20～0.35N,0.05～0.15Y,0.15～0.20Ca,0.18～0.28K,S<0.03,P<0.04,余量Fe。2.一种耐磨复合锤头的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：①先采用铸造方法铸造至少包括锤柄部位的本体部分，本体部分化学组成及其质量百分数为：0.26～0.35C,0.25～0.45Si,0.60～0.80...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开明，符寒光，蒋志强，雷永平，刘建伟，魏永强，冯宪章，冯锡兰，刘元朋，文振华，王振，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11