一种复合型锤头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种复合型锤头，属于耐磨材料【技术领域】，包括锤柄与锤端，所述锤柄的各成分及其重量百分比为：C：0.4—1.8％，Si：0.8—1.4％，Mn：10—14％，P：≤0.02％，S：≤0.05％，Ni：0.02—0.08％，Mo：0.1—0.6％，Cr：2—4％；余量为Fe；所述锤端的各成分及其重量百分比为：C：2.4—3.2％，Si：0.6—1.2％，Mn：2—4％，P：≤0.01％，S：≤0.02％，Ni：0.03—0.06％，Mo：0.1—0.6％，Cr：12—14％；余量为Fe。本发明锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命，提高2—3倍，也降低成本；锤柄与锤端卡接，便于更换。
【专利说明】一种复合型锤头【技术领域】
[0001]本发明涉及一种锤头，具体涉及一种复合型锤头。
【背景技术】
[0002]耐磨材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高【技术领域】和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业具有十分重要的作用。
[0003]耐磨材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，耐磨材料约占85 %。随着信息社会的到来，特种耐磨材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高【技术领域】的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。
[0004]锤式破碎机是建材、冶金、化肥等工业部门广泛使用的生产设备，而锤头是消耗量很大的易磨损件。锤头的工作表面与物料接触，产生高应力磨损。由于被破碎物料一般是岩石、金属矿石等坚硬物体，零件的磨损是比较严重的。通过对锤头表面微观形貌分析，锤头的磨损过程属于变形和冲蚀磨损综合作用的结果。这是由于锤头表面的高速运转，锤头的运动惯性对物料进行打击和挤压破碎。在相对运动的过程中，这些物料与零件表面相互作用，不只是滑动，还有冲击、滚动、冲刷等方式。当磨料硬度超过材料硬度，磨料的棱角将刺入材料表面使材料发生塑性流动而挤压到凹坑的四周，材料变形到一定程度，磨料粒被压碎。多个颗粒与坑周围变形材料相接触，又使之变形，发生塑性流动，加工硬化程度进一步增高。当超过材料的应变疲劳极限时形成磨削脱落。
[0005]锤头是破碎机核心零部件之一，排列在破碎机转子的锤轴上，锤头在破碎机高速运转时直接打击物料，最终破碎成合适的物料粒度。
[0006]一般认为,90~125 k g的锤头为大型,25 k g以下为小型,其余为中型。大中水泥厂一般使用25~50 k g锤头。锤头磨损失效方式多以冲击凿削为主，伴有冲刷显微切削磨损。锤头失效的宏观特征是锤头磨损和断裂。锤头磨损是正常现象，它发生在锤头的表面、顶端及锤孔和锤轴间的摩擦面。磨损的微观形貌表现为冲击坑和切削犁沟。锤头的断裂破坏是不正常的。
[0007]国内目前的状况是:大部分进口英国MMD公司产品,MMD系列锤头的使用寿命一般在2-3个月。迄今为止，国产化进程一直不够理想，国产锤头的使用寿命水平通常只能达到进口产品的1/3~1/2。
[0008] 在中国专利申请号:201010548434中公开了一种高铬复合锤头，包括锤体和锤柄，锤体的合金组分重量比为:c:1.00~L 50%, Si:1.0~L 5%, Mn:1.2~L 7%，P:0.047%, S:0.015%, N1:0.99%, Cv:20.0 ~23.0%，Mo:1.20 ~1.60%，Cn:0.65%，V =0.45，其余为Cr及不可避免的杂质，各组分之和为百分之百。该技术方案中含有较多的N1、Mo，成本较高，韧性不够，使用寿命短。
【发明内容】
[0009]针对上述问题，本发明提供了一种复合型锤头，具有良好的韧性和耐磨性，提高其使用寿命。
[0010]为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为:
[0011]一种复合型锤头，包括锤柄与锤端，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:c:0.4—1.8%,Si:0.8—1.4%,Mn:10-14%,P..( 0.02%,S..( 0.05%,N1:0.02—0.08%,Mo:0.1—0.6%, Cr:2—4% ;余量为Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.4—
3.2%, Si:0.6—1.2%, Mn:2—4%, P:≤0.01%, S:≤ 0.02%, Ni:0.03—0.06%, Mo:0.1—0.6%, Cr:12—14% ;余量为 Fe。
[0012]优选的，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.6 —1.2%，Si:0.8—1.2%,Mn:10-13%, P..( 0.02%, S..( 0.05%, Ni:0.04—0.07%, Mo:0.2—0.6%, Cr:2—4 ；余量为Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.6—3.0%, S1:0.8—1.1%,Μη:2—4%, P 0.01%, S 0.02%, N1:0.03—0.05%, Mo:0.2—0.6%, Cr:12—14 ;余量为Fe。
[0013]优选的，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.8%, Si:0.9%, Mn:12%, P:
0.02%, S:0.04%, Ni:0.06%, Mo:0.4%，Cr:3% ;余量为Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.8%, Si:1.0%, Mn:3.2%, P:0.008%, S:0.01%, N1:0.04%, Mo:0.3%,Cr:13% ;余量为 Fe。
[0014]优选的，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.9%, Si:1.1%, Mn:11%, P:
0.01%, S:0.01%, Ni:0.05%, Mo:0.5%, Cr:3.5% ;余量为 Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.7%, Si:0.85%, Mn:3.4%, P:0.005%, S:0.008%, N1:0.036%, Mo:
0.4%, Cr:12.6% ;余量为 Fe。
[0015]优选的，所述锤柄与所述锤端卡接；便于更换。
[0016]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高综合性能。
[0017]Si促使碳化物析出。
[0018]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0019]Mn是强化元素，提高韧性。
[0020]锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命。
[0021]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0022]本发明锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命，提高2— 3倍，也降低成本；锤柄与锤端卡接，便于更换。
【具体实施方式】
[0023]下面对本发明做进一步说明:[0024]实施例1:
[0025]一种复合型锤头，包括锤柄与锤端，锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.8%，Si:0.9%, Mn:12%, P:0.02%, S:0.04%, N1:0.06%, Mo:0.4%, Cr:3% ;余量为 Fe。
[0026]制备方法包括以下步骤:
[0027](I)制备砂型、烘干；
[0028](2)原料熔炼，温度为1520摄氏度；
[0029](3)浇注成型；
[0030](4)热处理，先在1120摄氏度加热3.3小时，冷却至室温后，再在340摄氏度加热2.6小时；
[0031]锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.8%, Si:1.0%, Mn:3.2%, P:0.008%, S:
0.01%, Ni:0.04%, Mo:0.3%, Cr:13% ;余量为 Fe。
[0032]制备方法包括以下步骤:
[0033](I)制备砂型、烘干；
[0034](2)原料熔炼 ，温度为1440摄氏度；
[0035](3)浇注成型；
[0036](4)热处理，先在1030摄氏度加热3.6小时，冷却至室温后，再在380摄氏度加热2.1小时；
[0037]锤柄与锤端卡接；便于更换。
[0038]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高综合性能。
[0039]Si促使碳化物析出。
[0040]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0041]Mn是强化元素，提高韧性。
[0042]本技术方案锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命。
[0043]实施例2:
[0044]一种复合型锤头，包括锤柄与锤端，锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.8%，Si:0.9%, Mn:12%, P:0.02%, S:0.04%, N1:0.06%, Mo:0.4%, Cr:3% ;余量为 Fe ；
[0045]制备方法包括以下步骤:
[0046](I)制备砂型、烘干；
[0047](2)原料熔炼，温度为1530摄氏度；
[0048](3)浇注成型；
[0049](4)热处理，先在1140摄氏度加热3.1小时，冷却至室温后，再在360摄氏度加热2.4小时；
[0050]锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.8%, Si:1.0%, Mn:3.2%, P:0.008%, S:
0.01%, Ni:0.04%, Mo:0.3%, Cr:13% ;余量为 Fe。
[0051]制备方法包括以下步骤:
[0052](I)制备砂型、烘干；[0053](2)原料熔炼，温度为1420摄氏度；
[0054](3)浇注成型；
[0055](4)热处理，先在1020摄氏度加热3.7小时，冷却至室温后，再在390摄氏度加热
2.0小时；
[0056]锤柄与锤端卡接；便于更换。
[0057]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高综合性能。
[0058]Si促使碳化物析出。
[0059]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0060]Mn是强化元素，提高韧性。
[0061 ] 本技术方案锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命。
[0062]实施例3:
[0063]一种复合型锤头，包括锤柄与锤端，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:
0.4%, Si:1.4%, Mn:10%, P:0.02%, S:0.05%, N1:0.02%, Mo:0.6%, Cr:2% ;余量为Fe ;锤端的各成分及其重量百分比为:C:3.2%, Si:0.6%, Mn -.4%, P:0.01%, S:0.005%,Ni:0.03%, Mo:0.1%, Cr:12% ;余量为 Fe。
[0064]锤柄与锤端卡接；便于更换。
[0065]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高综合性能。
[0066]Si促使碳化物析出。
[0067]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0068]Mn是强化元素，提高韧性。
[0069]本技术方案锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命。
[0070]实施例4:
[0071]一种复合型锤头，包括锤柄与锤端，锤柄的各成分及其重量百分比为:C:1.8%，Si:0.8%, Mn:14%, P:0.01%, S:0.03%, N1:0.08%, Mo:00.6%, Cr:4% ;余量为 Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.4%, Si:0.6%, Mn:2%, P:0.003%, S:0.01%,Ni:0.06%, Mo:0.6%, Cr:14% ;余量为 Fe。
[0072]锤柄与锤端卡接；便于更换。
[0073]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高综合性能。
[0074]Si促使碳 化物析出。
[0075]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。
[0076]Mn是强化元素，提高韧性。[0077]本技术方案锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命。
[0078]实施例5:
[0079]—种复合型锤头，包括锤柄与锤端，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:1.46%,Si:1.22%,Mn:13.6%,P:0.008%, S:0.012%,N1:0.05%, Mo:0.4%, Cr:2.8% ；余量为Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.88%, Si:0.86%, Mn:3.2%, P:
0.002%, S:0.012%, N1:0.046%, Mo:0.54%, Cr:13.6% ;余量为 Fe。
[0080]锤柄与锤端卡接；便于更换。
[0081]C与Fe、Cr、Mn形成稳定的化合物，通过热处理提高其硬度和耐磨性；C与其他元素产生协同作用，提高综合性能。
[0082]Si促使碳化物析出。
[0083]Mo能够有效地抑制渗碳体聚集，强化奥氏体组织，使强度和硬度增加，形变硬化性能增强，从而改善抗磨能力。 [0084]Mn是强化元素，提高韧性。
[0085]本技术方案锤柄采用高锰钢，具有足够的韧性；锤端采用高铬铸铁，具有足够的硬度、耐磨性；通过合理的材料设计提高了锤头的使用寿命。
[0086]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种复合型锤头，包括锤柄与锤端，其特征在于，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.4—1.8%, Si:0.8—1.4%, Mn:10-14%, P 0.02%, S 0.05%, Ni:0.02—0.08%, Mo:0.1—0.6%, Cr:2—4% ;余量为Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.4—3.2%, Si:0.6—1.2%, Mn:2—4%, P..( 0.01%, S..( 0.02%, N1:0.03—0.06%,Mo:0.1—0.6%, Cr:12-14% ;余量为 Fe。
2.根据权利要求1所述的复合型锤头，其特征在于，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.6—1.2%,Si:0.8—1.2%,Mn:10-13%,P:≤ 0.02%,S:≤ 0.05%,Ni:0.04—0.07%, Mo:0.2—0.6%, Cr:2—4 ;余量为Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.6—3.0%, Si:0.8—1.1%, Mn:2—4%, P..≤0.01%, S..≤0.02%, N1:0.03—0.05%,Mo:0.2—0.6%, Cr:12 —14 ;余量为 Fe。
3.根据权利要求1或2所述的复合型锤头，其特征在于，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.8%，S1:0.9% ,Mn: 12%，P:0.02%, S:0.04%, N1:0.06 %, Mo:0.4%, Cr:3% ;余量为Fe ;所述锤端的各成分及其重量百分比为:C:2.8%，S1:1.0%，Mn:3.2%，P:0.008%, S:0.01%, Ni:0.04%, Mo:0.3%, Cr:13% ;余量为 Fe。
4.根据权利要求1或2所述的复合型锤头，其特征在于，所述锤柄的各成分及其重量百分比为:C:0.9%, Si:1.1%, Mn:11%, P:0.01%, S:0.01%, Ni:0.05%, Mo:0.5%, Cr:3.5% ;余量为Fe ;所述锤端 的各成分及其重量百分比为:C:2.7%, S1:0.85%, Mn:3.4%,P:0.005%, S:0.008%, N1:0.036%, Mo:0.4%, Cr:12.6% ;余量为 Fe。
5.根据权利要求1或2所述的复合型锤头，其特征在于:所述锤柄与所述锤端卡接。
【文档编号】C22C38/60GK103981464SQ201410190610
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】包玮 申请人:中建材宁国新马耐磨材料有限公司