电解铝用新型打壳锤头及其制造方法技术

本发明专利技术涉及打壳锤头技术领域，具体公开一种电解铝用新型打壳锤头及其制造方法。所述电解铝用新型打壳锤头的打壳锤头为具有中空腔室的柱体，所述中空腔室内放置有可相对于所述柱体自由移动以击打所述柱体底部的击打块体。本发明专利技术提供的新型打壳锤头，将打壳锤头设计成空心结构，并且在空心部位放置能够自由移动的击打块体，借助惯性作用敲击打壳锤头，使得打壳锤头发生振动，从而使得粘附在锤头表面的电解质脱落，避免了电解质的粘附引起的长包现象，从而可以提高打壳锤头的耐腐蚀性，延长锤头使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
电解铝用新型打壳锤头及其制造方法
本专利技术涉及打壳锤头
，尤其涉及一种电解铝用新型打壳锤头及其制造方法。
技术介绍
电解铝用打壳锤头长期在强磁场、高温、强电流的环境下工作。在电解生产过程中，电解槽打壳下料系统自行动作的目的是利用锤头将进料口打开，使氧化铝顺利进入电解质中，并溶解。目前打壳锤头的材料以碳素结构钢为主，其耐磨性和耐腐蚀性较差；同时由于碳素结构钢与电解质润湿性的原因，锤头表面很容易粘附电解质，出现“长包”(又叫“壳头”包)现象，会导致铝质量下降，并且导致操作工的工作量增加，影响电解槽运行的稳定性，严重时还会破坏电解槽的热平衡，引发化炉帮、槽壳发红等不良后果。因此，目前的打壳锤头常常需要操作工手工打破锤头表面粘附的电解质，打壳锤头的寿命仅为4～6个月，检修和更换频繁，不利于电解槽保温，还会使得电解生产成本升高。因此，开发一种具有较强耐腐蚀性、耐磨性且不粘电解质的打壳锤头已经成为解决上述问题的根本办法。公开号为CN105839143A的专利技术专利公开一种电解槽打壳锤头壳头包刮削结构，具体包括打壳气缸，该打壳气缸的活塞伸出端经连接件连接打壳锤杆，打壳锤杆的末端设置打壳锤头，在打壳气缸的缸体末端固定安装套设在打壳锤杆上的刮削气缸，该刮削气缸的活塞上固定连接刮削筒，刮削筒的末端设置刮削器，当打壳锤头回缩时，刮削气缸活塞伸出，使刮削器与打壳锤头相对运动而形成刮削。不过由于该刮削器在刮削过程中，与电解质相互接触，容易带动电解质，使得电解质转移至打壳锤杆，造成设备腐蚀。公开号为107829039A的专利技术专利公开一种铝电解用打壳锤头增材用合金材料，其组分按照重量配比为铪2％～5％、铬9％～11％、钼5％～10％、钴10％～13％、铌2％～4％、硼化物12％～25％、碳化钨20％～30％、碳化钛8％～10％、碳0.1％～1.5％、硅0.5％～1.5％，其余为铁。这种增材合金虽然具有高耐磨、高硬度且使用寿命达到1.5年，但是，由于其原料含有碳化钨、碳化钛等硬质相，并通过粉末烧结、激光熔覆或者等离子熔覆的方式直接将这些硬质相在打壳锤头前端部位，这种加工方法，并不能获得致密性均一的合金层，在使用过程中，金属粘结相和硬质相结合部位在高温的电解质环境中，发生点腐蚀、缝隙腐蚀，并不能有效地解决腐蚀问题。
技术实现思路
针对现有打壳锤头存在粘电解质而长包、耐腐蚀和耐磨性能差等问题，本专利技术提供一种电解铝用新型打壳锤头。进一步地，本专利技术在上述电解铝用新型打壳锤头的基础上，还提供该电解铝用新型打壳锤头的制造方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种电解铝用新型打壳锤头，所述打壳锤头为具有中空腔室的柱体，所述中空腔室内放置有可相对于所述柱体自由移动以击打所述柱体底部的击打块体。进一步地，本专利技术提供了一种电解铝用新型打壳锤头的制造方法，包括在铸造好的打壳锤头外表面形成一层表面强化层的步骤，采用等离子转移弧堆焊将堆焊粉末焊接于所述打壳锤头表面，形成一层表面强化层；其中，按照重量百分含量为100％计，所述堆焊粉末包括以下组分：稀土氧化物0％～0.2％；Co45.8％～68％。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的电解铝用新型打壳锤头，将打壳锤头设计成空心结构，并且在空心部位放置能够自由移动的击打块体，借助惯性作用敲击打壳锤头，使得打壳锤头发生振动，从而使得粘附在锤头表面的电解质脱落，避免了电解质的粘附引起的长包现象，从而可以提高打壳锤头的耐腐蚀性，延长锤头使用寿命。本专利技术电解铝用新型打壳锤头的制造方法，以金属元素单质作为堆焊粉末进行等离子转移弧堆焊，不含WC、Cr2O3等硬质相，可原位生成Cr、W、Co的碳化物，并且借助等离子转移弧堆焊进行强化，获得的表面强化层各组分混合均匀，粘结致密性良好，而且Cr含量较高，生成的CrO2陶瓷保护膜，不易粘接电解质，不易鼓包，整体上表现出硬度高、耐磨性好等特点，使得其具有更长的使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术电解铝用新型打壳锤头主视示意图；图2是本专利技术电解铝用新型打壳锤头俯视示意图；图3是本专利技术电解铝用新型打壳锤头沿图2中A-A线的剖视示意图；图4为本专利技术实施例1提供的圆柱形不锈钢体作为击打块体的ANSYS力学模拟；图5为本专利技术实施例1提供的电解铝用新型打壳锤头受不锈钢体敲击的ANSYS力学模拟；图6为本专利技术实施例1提供的电解铝用新型打壳锤头敲击瞬间的ANSYS力学模拟；其中，1-打壳锤头，11-中空腔室，12-通孔，13-表面强化层；2-击打块体。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请一并参阅图1、图2、图3，现对本专利技术电解铝用新型打壳锤头进行说明。请参阅图1～3，本专利技术提供一种电解铝用新型打壳锤头。该电解铝用新型打壳锤头1的主体是一柱体结构，该柱体采用铸造方式形成，其材料仍然是常规的普通碳素结构钢，当然也可以使用其他材料，其内部具有中空腔室11，中空腔室11内放置有击打块体2，该击打块体2与中空腔室11不相互固定，而是相互独立的两部分，在惯性作用下，击打块体2会在中空腔室11内对打壳锤头1进行敲击，使得打壳锤头1发生振动，模拟工人对打壳锤头1表面进行打击，使得粘附在锤头表面的电解质发生脱落。本专利技术的中空腔室11通过若干通孔12与外界贯通，该通孔12设置在打壳锤头1远离接触电解质的一端。通过若干通孔12方便气体流动，有利于打壳锤头1的快速冷却，而且还可以通过通孔12向中空腔室11内注入一定量的润滑材料，降低击打块体2在锤头内部运动时与中空腔室11的摩擦程度。上述的柱体结构可以是圆柱体，也可以是其他形状的柱体结构，只要实现击打壳面即可。这样的结构设计，主要是基于锤头打击壳面的过程中，重力所贡献的击打力占比很低，因此做具有中空腔室11的打壳锤头，并不会影响打击壳面的强度，而且还会减少重力做功的损耗。优选地，击打块体2为球形不锈钢块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解铝用新型打壳锤头，其特征在于，所述打壳锤头为具有中空腔室的柱体，所述中空腔室内放置有可相对于所述柱体自由移动以击打所述柱体底部的击打块体。

【技术特征摘要】
1.一种电解铝用新型打壳锤头，其特征在于，所述打壳锤头为具有中空腔室的柱体，所述中空腔室内放置有可相对于所述柱体自由移动以击打所述柱体底部的击打块体。2.如权利要求1所述的电解铝用新型打壳锤头，其特征在于，所述柱体外壁上还附着有一层表面强化层。3.如权利要求2所述的电解铝用新型打壳锤头，其特征在于，所述表面强化层包含原位生成的Cr碳化物、W碳化物、Co碳化物。4.如权利要求1～2任一项所述的电解铝用新型打壳锤头，其特征在于，所述柱体壁上开设有用以实现中空腔室与外界贯通的若干通孔。5.如权利要求1所述的电解铝用新型打壳锤头，其特征在于，所述击打块体为球形不锈钢块、圆柱形不锈钢块中的任一种。6.一种电解铝用新型打壳锤头的制造方法，包括在铸造好的打壳锤头外表面形成一层表面强化层的步骤，其特征在于，采用等离子转移弧堆焊将堆焊粉末焊接于所述打壳锤头表面，形成一层表面强化层；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王日昕，张林伟，付远，
申请(专利权)人：江西省科学院应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：江西,36