合金锤头、制备合金锤头的模具及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及耐磨金属材料领域，尤其涉及一种合金锤头，制备合金锤头的模具及方法。
【背景技术】
[0002]随着锤式破碎机广泛应用于建材、矿山、冶金、电力、水泥及化工等行业，其中锤头在工作时受力复杂，承受高速冲击、挤压、剪切、强烈摩擦等反复作用，工况条件恶劣，属于关键配件，年消耗大量金属材料。从工况使用要求出发，锤头的端部磨损部位，要求很高的硬度，抗冲击性能好，耐磨性能良好;锤头柄部安装部位，要求较好的韧性，使用不断裂，同时也具有一定的硬度。近年来，经工况使用证明，用量较大的中、小型锤头，采用材料为单一高锰钢，由于耐磨性差，锤头磨损量大，破碎物料效率低，造成高能耗低产出，一直困扰企业经济快速发展。业内也曾用马氏体钢提高锤头的耐磨性能，由于韧性差，脆性大，使用时常发生断裂现象，工况使用很少;高铬铸铁硬度很好，是良好耐磨材料，由于脆性很大，极易断裂，尚未用作锤头材料。目前，国内外采用双金属复合材料制造中、小型锤头，综合力学性能达到使用要求，能够满足不同工况使用环境，被铸造界称为第四代耐磨材料。双金属复合锤头的复合方式主要有两种工艺:液一固双金属复合和液一液双金属复合。其中液一固双金属复合锤头的复合界面存在机械结合，结合强度低，易产生裂纹、掉块和断裂缺陷，使用不安全，而液一液双金属复合锤头的复合界面为冶金结合，结合强度高，使用中既耐磨又安全，液一液双金属复合锤头的制备方法，国内外普遍采用树脂砂造型工艺，该工艺的锤头安装孔借助芯子形成，造型需要较多砂箱，配备工装辅具，操作工艺复杂，用于设备工作效率低下，生产成本较高。
[0003]此外，现有技术中的锤头耐磨性以及冲击韧性普遍较差，甚至于锤头与制砂机等设备的结合采用强力胶水粘结，锤头与制砂机之间的结合不稳固，容易脱落，严重时甚至影响安全生产。
[0004]还有，在制作锤头时，本领域对于锤头的固定孔加工通常是在锤头制成半成品后，在锤头的锤体中利用工具人工凿出固定孔，不仅浪费材料，而且费时费力，大大增加了工艺复杂性。
【发明内容】
[0005]本发明正是基于以上一个或多个问题，提供一种合金锤头、制备合金锤头的模具及方法，用以解决现有技术中存在的锤头制造工艺复杂，耐磨性差、稳固差，用于设备中工作效率低，且使用寿命不长，以及生产成本高等问题。
[0006]—种合金锤头，其中，所述合金锤头包括:锤体，在自所述锤体的第一表面向所述锤体的第二表面延伸的方向上，依次设有穿过所述锤体的固定孔和防变形孔，其中，所述第一表面与所述第二表面相对，所述固定孔的轴心与所述防变形孔的轴心重合，所述固定孔的内壁设有螺纹，所述防变形孔用于在所述合金锤头成型时确保所述固定孔形成为预设的形状。
[0007]较佳地，所述锤体呈长方体状，且所述锤体的任意相邻两个表面通过倒圆角过渡部连接。
[0008]较佳地，所述防变形孔的孔径与所述固定孔的孔径比值为α，1/4 ^ I。
[0009]本发明还提供一种制备如前任一项所述的合金锤头的模具，其中，所述模具包括:模体、上冲头、底座、芯杆、螺纹杆，所述底座设有安装所述螺纹杆的通孔，所述螺纹杆包括螺纹杆本体和安装部，所述安装部与所述通孔适配，所述螺纹杆本体突出于所述底座上，所述安装部设有面向所述底座下底面方向开口的凹槽，所述凹槽至所述螺纹杆本体的远离所述安装部一端设有芯孔，所述芯杆穿过所述芯孔抵靠所述凹槽的底部，所述模体设有中空部，所述中空部内容纳所述底座与所述上冲头，所述上冲头对应所述芯杆设有穿孔，在所述底座与所述上冲头之间填充有用于制备所述合金锤头的合金粉末。
[0010]较佳地，所述模体自所述底座到所述上冲头的厚度大于所述螺纹杆本体自所述安装部到所述螺纹杆本体的远离所述安装部一端的长度。
[0011]较佳地，所述螺纹杆本体与所述安装部一体成型，且所述螺纹杆本体在靠近所述安装部的一端向远离所述安装部的一端方向延伸时直径逐渐减小。
[0012]较佳地，所述模体上方设有限制件，用于使所述上冲头在移动时沿预定方向移动。
[0013]本发明还提供一种制备如前所述的合金锤头的方法，其中，所述制备方法包括以下步骤:
SI提供一制备所述合金锤头的模具，所述模具包括:模体、上冲头、底座、芯杆、螺纹杆，其中，所述螺纹杆包括螺纹杆本体和安装部，所述安装部设置有面向所述底座下底面方向开口的凹槽；
S2将所述螺纹杆的安装部插入所述底座的通孔，然后安装所述芯杆至所述螺纹杆的芯孔，将所述模体套设在所述底座外使所述底座位于所述模体的中空部内；
S3填充经预处理的合金粉末至所述中空部，所述合金粉末包括钴、碳化钽、碳化钨，其中，按质量百分比计算，钴的含量为9%?11%，碳化钽的含量为0.4%?0.6%，余量为碳化钨；S4将所述上冲头的穿孔穿过所述芯杆，使所述上冲头安装到所述模体内的合金粉末上方；
S5压制成合金锤头生坯；
S6拆卸所述模具，取出所述合金锤头生坯；
S7将所述合金锤头生坯加压烧结。
[0014]较佳地，所述步骤S3中的填充经预处理的合金粉末至所述模体，其中，所述预处理具体包括:
S31选取生产态粒度为20?35um、研磨态粒度为3.2?6.0um、振实密度为7.0?10.0g/cm3、氧含量< 0.02%且总碳含量6.0%?6.2%的碳化钨，以及松装密度为0.5?1.5 g/cm3、平均粒度为0.8?2.0 um、粒度分布的中值D50在20um以下的钴；
S32研磨:将碳化钽、步骤S31选取的碳化钨与钴构成的合金粉末与研磨介质以及无水乙醇按预定比例混合，其中，所述研磨介质包括液体石蜡，所述预定比例为按重量比如下:合金粉末:研磨介质:无水乙醇=50:1:15，然后按球料比1:2.5?5.0，在球磨机内湿磨20?30小时，采用喷雾干燥得到混合料； S33脱胶:在一脱蜡炉中脱胶，脱胶温度为450?550°C，保温时间为100?200min;
所述步骤S7具体包括:将所述合金锤头生坯置于一烧结炉中，在氢气保护下进行烧结，烧结温度为1300到1500摄氏度，烧结时间I到3小时，并加压到6?8Mpa。
[0015]较佳地，所述步骤S6具体包括以下步骤:
S61对所述上冲头施加一个推力，将所述底座、芯杆、螺纹孔以及所述合金锤头生坯推出所述模体外；
S62从所述芯孔中取出所述芯杆；
S63利用拆卸工具拆卸所述螺纹杆，所述拆卸工具设有与所述凹槽相适配的拆卸杆，通过逆时针旋转所述拆卸杆从所述合金锤头生坯中拧出所述螺纹杆；
S64取出所述合金锤头生坯。
[0016]本发明的合金锤头、制备合金锤头的模具及方法，具有制造工艺简单，耐磨性好、稳固佳，用于设备中工作效率比现有技术提高3倍以上，生产成本低廉，使用寿命长等优点。
【附图说明】
[0017]图1是本发明较佳实施方式的合金锤头在第一视角下的结构示意图；
图2是本发明较佳实施方式的合金锤头在第二视角下的结构示意图；
图3是本发明较佳实施方式的制备合金锤头的模具的模体结构示意图；
图4是本发明较佳实施方式的制备合金锤头的模具的上冲头结构示意图；
图5是本发明较佳实施方式的制备合金锤头的模具的底座装配螺纹杆及芯杆后的结构示意图；
图6是本发明较佳实施方式的制备合金锤头的模具的螺纹杆的结构示意图；
图7是本发明较佳实施方式的制备合金锤头的模具在制备合金锤头时的结构示意图； 图8是本发明较佳实施方式的制备合金锤头的方法的流程示意图；
图9是图8中步骤S6的具体流程不意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。
[0019]请一并参见图1、图2，图1是本发明较佳实施方式的合金锤头在第一视角下的结构示意图。图2是本发明较佳实施方式的合金锤头在第二视角下的结构示意图。需要说明的是，这里的第一视角与第二视角相差180度。如图1和图2所示，在本发明较佳实施方式的合金锤头，可以应用到制砂机(或锤式破碎机)设备中，作为碎石的关键部件。该合金锤头包括:锤体20，在自所述锤体20的第一表面向所述锤体20的第二表面