一种破碎机锤头的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种破碎机锤头的制造方法，它是将高锰钢或合金铸铁熔体浇入预热至１２０～３００℃并涂有０．２～２ｍｍ厚度的金属型铸造涂料的金属模具型腔内，利用液压机在浇毕１０秒的时间内对熔体直接施加８０～３００ＭＰａ的压强，使熔体流变补缩和凝固成形。从模具中取出后，根据所选材料进行水韧或淬火热处理。本发明专利技术的突出优点是比砂型铸造锤头内部组织细密，冲击韧性提高５０％～１５０％，使用寿命提高２～５倍；压力流变补缩代替冒口补缩，工艺出品率可以达到８５％以上；用可以反复使用的金属模具代替砂型，省去了造型操作，劳动环境清洁，无矽肺病的危险；生产成本比砂型铸造锤头降低１０％以上。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锤式破碎机用锤头的制造方法，适用于各种尺寸和形状的 高锰钢或合金铸铁锤头的制造。
技术介绍
锤式破碎机是一种重要的破碎设备，在冶金、矿山、化工、电力、煤炭、 建材等各个行业都有广泛的应用。锤头是锤式破碎机中的重要抗磨零件，但目 前普遍存在使用寿命短的问题。使用寿命短的仅几天，长的也不超过三个月。 如何提高锤头的使用寿命是一个普遍关注的问题。现有技术中，锤头的制备方法有铸造法、锻造法和焊接法。锻造锤头因受材料塑性的限制适用范围很小；焊接锤头无法单独制造整体锤头，主要用于将 铸造的锤头头部与柄部实现连接， 一旦连接部位出现焊接缺陷，使用中会导致 断裂；铸造方法生产锤头是目前的主要工艺方法，包括砂型铸造、金属型铸造 以及离心铸造等具体方法。砂型铸造锤头是主要的工艺方法，因砂型冷却速度 慢，靠冒口补縮，经常出现晶粒粗大和内部縮松，导致锤头使用寿命短。金属 型铸造因没有冒口，补縮受限，縮松缺陷依然难以避免。离心铸造靠离心力补 缩，可以提高致密度，但对锤头的形状和尺寸有一定限制，应用范围不大。总 体来看，现有的锤头铸造方法的补縮压力较小，都需要较大的冒口补縮，即使 这样，对于像高锰钢一类的縮松倾向较大的抗磨材料，锤头内部的致密度不足， 有时还有縮孔和气孔，使用寿命不高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是，锤头的内部縮松和晶粒粗大导致使用寿命短的问题。本专利技术根据加压凝固和流变补縮原理，对浇入模具的金属熔体直接施加一 定的压力，实现压力作用下的凝固、流变和补縮，提供一种锤头的制造方法。 本专利技术提供的一种破碎机锤头的制造方法，包括如下步骤步骤l，将金属模具预热至120 300°C，目的在于防止模具开裂，并便 于喷涂涂料。步骤2，在金属模具型腔的内壁和压头的外壁，喷涂厚度0. 2 2mm的金 属型铸造涂料；所说的金属型铸造涂料是不与熔体发生化学反应、具有良好 隔热性的各种耐火涂料，如现有技术的氧化镁涂料、锆英粉涂料、铬铁矿涂 料和镁橄榄石涂料等。喷涂涂料的目的在于控制熔体的冷却速度，并对模具 进行有效保护，防止熔体与模具粘连或熔焊。步骤3，将高锰钢或合金铸铁熔体以高于液相线温度10 10(TC的温度浇 入120 300'C的金属模具型腔内；浇注温度高于液相线温度IOO'C，会出现 晶粒粗大；浇注温度低于液相线温度l(TC，会导致难以浇注和完整成形。 步骤4，在浇注完毕10秒的时间内对熔体直接施加80 300MPa的压强保 (锤头的体积''压；保压时间:;其中，锤头的体积单位是cm3，锤头、(2.0 2.8)x锤头的表面积， 的表面积单位是cm2，保压时间的单位是min;在保压过程中，熔体发生凝 固、流变和补縮，得到晶粒细小、无收縮缺陷的破碎机锤头。步骤5，停止加压，将破碎机锤头从金属模具内取出，冷却至室温，热处理， 得到本专利技术的破碎机锤头。本专利技术所述的合金铸铁包括合金白口铁和高铬铸铁。 本专利技术的有益效果是(1)产品质量高。利用本专利技术生产的破碎机锤头，内部组织细密，与同材质的铸造锤头相比，冲击韧性提高50% — 150%,使用寿命提高2 5倍。(2) 材料利用率高。由于本专利技术省去了冒口，而是利用压头提供的机械压 力补縮，使材料利用率可以达到85%以上。(3) 适用范围广。本专利技术基本不受合金种类的限制，可以用来生产高锰钢、 高铬铸铁以及各种合金铸铁锤头。(4) 环境友好。由于本专利技术由可以反复使用的金属模具代替一次性的砂型， 省去了造型操作，劳动环境清洁，无矽肺病的危害。(5) 生产成本低。本专利技术无冒口和造型材料消耗，废品率低，所以生产成 本比砂型铸造锤头降低10%以上。具体实施例方式实施例一本专利技术提供的一种破碎机锤头的制造方法，用来制备单件重量为5kg、 材质为ZGMnl3的锤式破碎机小型锤头，其体积为650cm3，表面积为636 cm2。 制备方法包括如下步骤步骤l，将金属模具预热至300。C;步骤2，在金属模具型腔的内壁和压头的外壁，喷涂厚度0. 2mm的铸造涂料；步骤3，将高锰钢或合金铸铁熔体以高于液相线温度IO(TC的温度浇入 30(TC的金属模具型腔内；步骤4，在浇注完毕10秒的时间内对熔体直接施加80MPa的压强保压；步骤5，停止加压，将破碎机锤头从金属模具内取出，冷却至室温，进行水韧处理，得到本专利技术的破碎机锤头。本专利技术的破碎机锤头装机使用表明，其使用寿命比砂型铸造ZGMnl3锤头 提高了4倍，工艺出品率高达98%，成本降低了15%。 实施例二本专利技术提供的一种破碎机锤头的制造方法，用于制备单件重量为50kg、 材质为高铬铸铁的锤式破碎机锤头。体积为6500cm3，表面积为1160cm2。制 造方法包括如下步骤-步骤l，将用球墨铸铁制成的金属模具预热至20(TC，步骤2，在模具型腔的内壁和压头的外壁上喷涂厚度lmm的锆英粉涂料， 对模具进行有效保护，防止高铬铸铁熔体与模具熔焊。步骤3，利用中频感应电炉熔炼高铬铸铁熔体，将50kg重的高铬铸铁熔 体以高于液相线温度30'C的温度浇入温度为20(TC的模具型腔内。步骤4，迅速启动压力机，在浇注完毕8秒的时间内对高铬铸铁熔体直接施加200MPa的压强，保压时间={，《^!f!^^。丫 = 5.0min ，直至高铬铸铁熔、2.5x锤头的表面积J体完全凝固。保压过程熔体凝固成形和流变补縮。步骤5,停止加压，将破碎机锤头从模具内腔中取出冷却至室温，进行淬 火+低温回火热处理，得到本专利技术的破碎机锤头。本专利技术的破碎机锤头装机使用表明，其使用寿命比金属型铸造高铬铸铁 锤头提高2倍，冲击韧性提高1.5倍，工艺出品率高达97%，成本降低10%。实施例三本专利技术提供的一种破碎机锤头的制造方法，用于制备单件重量为150kg、 材质为ZGMnl3的锤式破碎机用大型锤头。体积为19500cm3，表面积为 2200cm2。制备方法包括如下步骤6步骤l，将用H13钢制成的模具预热至120。C，在模具型腔的内壁和压头 的外壁上喷涂厚度2mm的氧化镁涂料。目的在于对模具进行有效保护，防止 ZGMnl3熔体与模具熔焊。步骤2，将熔炼合格的ZGMnl3熔体以高于液相线温度l(TC的温度浇入温 度为12(TC的模具内腔内，目的在于能够保证顺利浇注的同时不损坏模具。步骤3，迅速启动压力机，在浇注完毕IO秒的时间内对熔体直接施加300MPa的压强，保压时间=|^ A ，，、f!^L化丫 = 19.6min ，直至ZGMnl3熔体完^2.0x锤头的表面积J全凝固。保压期间，熔体凝固成形并发生流变补縮，得到晶粒细小致密的内 部组织。步骤4，停止加压，将破碎机锤头从模具内腔中取出冷却至室温，进行水 韧处理，得到本专利技术的破碎机锤头。本专利技术的破碎机锤头装机使用表明，其使用寿命比砂型铸造ZGMnl3锤头提 高5倍，晶粒细化3级，冲击韧性提高2.5倍，工艺出品率高达95%，成本降 低15%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种破碎机锤头的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤１，将金属模具预热至１２０～３００℃；步骤２，在金属模具型腔的内壁和压头的外壁，喷涂厚度０．２～２ｍｍ的金属型铸造涂料；步骤３，将高锰钢或合金铸铁熔体以高于液相线温度１０～１００℃的温度浇入１２０～３００℃的金属模具型腔内；步骤４，在浇注完毕１０秒的时间内对熔体直接施加８０～３００ＭＰａ的压强保压；保压时间＝（锤头的体积／（２．０～２．８）×锤头的表面积）↑［２］；其中，锤头的体积单位是ｃｍ↑［３］，锤头的表面积单位是ｃｍ↑［２］，保压时间的单位是ｍｉｎ；步骤５，停止加压，将破碎机锤头从金属模具内取出，冷却至室温，热处理，得到本专利技术的破碎机锤头。

【技术特征摘要】
1.一种破碎机锤头的制造方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1，将金属模具预热至120～300℃；步骤2，在金属模具型腔的内壁和压头的外壁，喷涂厚度0.2～2mm的金属型铸造涂料；步骤3，将高锰钢或合金铸铁熔体以高于液相线温度10～100℃的温度浇入120～300℃的金属模具型腔内；步骤4，在浇注完毕10秒的时间内对熔体直接施加80～300MPa的压强保压； id=icf0001 file=A2008101...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢书明，吴夏铃，姚淑卿，刘华斌，鲍培玮，张励忠，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]