本发明具体涉及一种镶嵌有铸钉的破碎机鄂板的生产工艺,属于破碎机鄂板的生产领域。
背景技术:
目前,鄂式破碎机在应用时所采用的鄂板为高锰钢鄂板,由于高锰钢鄂板的表面硬度较低,而在实际应用过程中破碎机鄂板所受冲击强度较大,因此磨料短程切削量较大,鄂板磨损较快。
研发一种能够耐磨损的破碎机鄂板是十分必要的。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术中的不足,提供一种耐磨损且能够提高使用寿命的破碎机鄂板的生产工艺。
本发明所述的镶嵌有铸钉的破碎机鄂板的生产工艺如下:首先铸造高锰钢鄂板母体,然后在鄂板母体的齿面上均匀加工铸钉孔,之后将鄂板母体加热至200℃-230℃,并将铸钉镶嵌到铸钉孔内;铸钉的高度大于铸钉孔的深度;铸钉的直径与铸钉孔的内径相匹配,镶嵌后,铸钉与铸钉孔过盈配合。通过在高锰钢鄂板母体的齿面上镶嵌铸钉,能够使鄂板的耐磨性能显著提高,从而提高鄂板的使用寿命。
优选的,所述的铸钉包括如下质量比的化学成分:c:3.8-4.0%、w:95-96%,其余为铁和不可避免的杂质。钨材料性质硬度仅次于金刚石,硬度高,耐磨性好;配方调节后硬度最低可达到hra82-90。
优选的,所述的高锰钢鄂板母体包括如下质量比的化学成分:c:1.1~1.2%、mn:13~14%、si:0.3~0.4%、p:≤0.03%、s:≤0.004%、cr:1.8~2.2%,其余为铁和不可避免的杂质。
进一步优选的,高锰钢鄂板母体的铸造步骤如下:
(1)制作模型:根据鄂板的尺寸制作出上、下两分模模型;
(2)分模造型:
①将上分模模型、下分模模型放到震实台的指定位置,在两分模模型表面涂刷脱模剂,并在表面覆v法铸造用薄膜,并喷涂涂料,使涂料与v法铸造用薄膜结合;
②将上、下砂箱分别放到上、下分模模型的指定位置并通过紧固件固定在震实台上,将浇注口、浇冒口放入指定位置;
③分别将上、下砂箱中加入型砂并震实、刮平;
④在上、下砂箱的刮平面覆密封塑料膜,开启负压,使密封塑料膜与型砂和砂箱成为一体;
⑤松开上、下砂箱与震实台的紧固件,将上、下分模模型分别取出,之后合箱、紧固;
(3)熔炼浇铸:
①配备高锰钢鄂板母体的原材料;
②将原材料进行熔炼:熔化温度至1540~1550℃,炉内吹氩气保护3~5分钟后静止,得到熔铸的钢水;
③将底注包烧至700~800℃,钢水出炉后向底注包内加入0.8~1.0‰铝脱氧剂和1.5~2.0‰稀土变质剂,静止0.5~1分钟去除表面杂质;
④浇铸:通过浇注口将底注包内钢水快速浇入砂箱的型腔中,浇后用发热覆盖剂覆盖浇注口,补充冷缩,其中,浇入型腔内的钢水温度为1500℃~1520℃;
⑤将工件在砂箱内自然冷却,至表面温度<200℃,之后取出工件,清除浇口、冒口;
⑥热处理;
⑦快速冷却:在40s内将工件从热处理炉取出并置于冷却水中进行循环冷却,直至工件冷却至40℃以下;
⑧清理工件表面,得到高锰钢鄂板母体。
优选的,步骤(2)中的型砂采用100目含水量≤0.5%的镁橄榄石砂。
优选的,步骤(3)熔炼浇铸过程中的步骤⑥的热处理过程如下:将表面温度<200℃的工件置于热处理炉中,1小时匀速升温到250±10℃,在250±10℃下保温2小时;保温结束后,8小时匀速升温到650±10℃,在650±10℃下保温6小时;保温结束后,180±10min匀速升温到1080±5℃,在1080±5℃下保温6小时。
优选的,铸钉的高度比钻孔的深度大2mm,这样铸钉高度大于鄂板母体的齿面高度,裸露的铸钉优先受到冲击磨损,由于铸钉硬度值较高,可更好地提高破碎机鄂板的耐磨性。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是:
通过本发明生产工艺所得高锰钢鄂板中,高锰钢鄂板母体的组织比较致密,硬度高达hb220~250hb;本发明中的铸钉的硬度可达到hra82-90,通过在高锰钢鄂板母体的齿面上镶嵌铸钉能够使鄂板的耐磨性能显著提高,整体提高1.5~2倍。
附图说明
图1是本发明破碎机鄂板的结构示意图;
图2是实施例1中铸钉的平均晶粒度金相图;
图3是实施例1中高锰钢鄂板母体的金相图;
图4是实施例2中铸钉的平均晶粒度金相图;
图5是实施例2中高锰钢鄂板母体的金相图;
图6是实施例3中铸钉的平均晶粒度金相图;
图7是实施例3中高锰钢鄂板母体的金相图。
图中:1、鄂板母体;2、铸钉。
具体实施方式
下面对本发明的实施例做进一步描述:
实施例一:
本发明所述的镶嵌有铸钉的破碎机鄂板的生产工艺的步骤如下:
首先铸造高锰钢鄂板母体1,然后在鄂板母体1的齿面上均匀加工铸钉孔,之后将鄂板母体1加热至200℃,并将铸钉2镶嵌到铸钉孔内;铸钉2的高度比铸钉孔的深度大2mm;铸钉2的直径与铸钉孔的内径相匹配,镶嵌后,铸钉2与铸钉孔过盈配合,最后得到图1所示的镶嵌有铸钉的破碎机鄂板。
其中:
铸钉包括如下质量比的化学成分:c:3.93%、w:95.52%,其余为铁和不可避免的杂质。
高锰钢鄂板母体包括如下质量比的化学成分:c:1.148%、mn:13.60%、si:0.363%、p:0.022%、s:0.004%、cr:1.973%,其余为铁和不可避免的杂质。
高锰钢鄂板母体的铸造步骤如下:
(1)制作模型:根据鄂板的尺寸制作出上、下两分模模型;
(2)分模造型:
①将上分模模型、下分模模型放到震实台的指定位置,在两分模模型表面涂刷脱模剂,并在表面覆v法铸造用薄膜,并喷涂涂料,使涂料与v法铸造用薄膜结合;
②将上、下砂箱分别放到上、下分模模型的指定位置并通过紧固件固定在震实台上,将浇注口、浇冒口放入指定位置;
③分别将上、下砂箱中加入型砂并震实、刮平,其中,型砂采用100目含水量≤0.5%的镁橄榄石砂;
④在上、下砂箱的刮平面覆密封塑料膜,开启负压,使密封塑料膜与型砂和砂箱成为一体;
⑤松开上、下砂箱与震实台的紧固件,将上、下分模模型分别取出,之后合箱、紧固;
(3)熔炼浇铸:
①配备高锰钢鄂板母体的原材料:优质碳素钢、高碳锰铁、低碳锰铁和高碳铬铁;
②将原材料进行熔炼:熔化温度至1540~1550℃,炉内吹氩气保护3~5分钟后静止,得到熔铸的钢水;
③将底注包烧至700~800℃,钢水出炉后向底注包内加入0.8~1.0‰铝脱氧剂和1.5~2.0‰稀土变质剂,静止0.5~1分钟去除表面杂质;
④浇铸:通过浇注口将底注包内钢水快速浇入砂箱的型腔中,浇后用发热覆盖剂覆盖浇注口,补充冷缩,其中,浇入型腔内的钢水温度为1470~1490℃;
⑤将工件在砂箱内自然冷却,至表面温度<200℃,之后取出工件,清除浇口、冒口;
⑥热处理:将表面温度<200℃的工件置于热处理炉中,1小时匀速升温到250±10℃,在250±10℃下保温2小时;保温结束后,8小时匀速升温到650±10℃,在650±10℃下保温6小时;保温结束后,180±10min匀速升温到1080±5℃,在1080±5℃下保温6小时;
⑦快速冷却:在40s内将工件从热处理炉取出并置于冷却水中进行循环冷却,直至工件冷却至40℃以下;
⑧清理工件表面,得到破碎机鄂板成品。
本实施例中的铸钉的平均晶粒度金相图如图2所示,根据金相图可分析得出金属晶粒平均截距为4.9057μm,平均级别12.1级,晶粒较细,能够有效提高铸钉的塑性和韧性。
高锰钢鄂板母体的金相图如图3所示,根据铸造高锰钢金相析出碳化物的级别通过比较法得出x2级:少量碳化物以点状及短线状沿晶界分布。因碳化物可降低高锰钢冲击韧性和抗拉强度,所以本实施例中高锰钢鄂板母体碳化物含量低,冲击韧性及抗拉强度高。
本实施例中制得的鄂板母体硬度为hb220-230,抗拉强度727mp,冲击吸收122akv/j,铸钉的硬度为hra84-87,将铸钉镶嵌入高锰钢鄂板母体的齿面后,能够提高鄂板的硬度,使鄂板的耐磨性能显著提高。
实施例2:
本实施例中,破碎机鄂板的生产工艺同实施例1。
铸钉由如下质量百分比的化学成分组成:c:3.867%、w:95.79%其余为铁和不可避免的杂质。其平均晶粒度金相图如图4所示,根据金相图可分析得出金属晶粒平均截距为4.1445μm,平均级别12.5级,晶粒较细,能够更好的提高铸钉的耐磨性。
高锰钢鄂板母体包括如下质量比的化学成分:c:1.196%、mn:13.903%、si:0.332%、p:0.023%、s:0.003%、cr:2.187%,其余为铁和不可避免的杂质。其金相图如图5所示,根据铸造高锰钢金相析出碳化物的级别通过比较法得出x1级:少量碳化物以点状沿晶界分布。因碳化物可降低高锰钢冲击韧性和抗拉强度,所以本实施例中高锰钢鄂板母体碳化物含量低,冲击韧性及抗拉强度高。
本实施例中制得的鄂板母体硬度为hb230-240,抗拉强度750mp,冲击吸收136akv/j,铸钉的硬度为hra88-90,将铸钉镶嵌入高锰钢鄂板母体的齿面后,很好的提高了鄂板的耐磨性能。
实施例3:
本实施例中,破碎机鄂板的生产工艺同实施例1。
铸钉由如下质量百分比的化学成分组成:c:3.906%、w:95.11%其余为铁和不可避免的杂质。其平均晶粒度金相图如图6所示,根据金相图可分析得出金属晶粒平均截距为4.9112μm,平均级别12.1级,晶粒较细,能够有效提高铸钉的耐磨性。
高锰钢鄂板母体包括如下质量比的化学成分:c:1.132%、mn:13.15%、si:0.352%、p:0.027%、s:0.002%、cr:1.823%,其余为铁和不可避免的杂质。其金相图如图7所示,根据铸造高锰钢金相析出碳化物的级别通过比较法得出x2级:少量碳化物以点状及短线状沿晶界分布。因碳化物可降低高锰钢冲击韧性和抗拉强度,所以本实施例中高锰钢鄂板母体碳化物含量低,冲击韧性及抗拉强度高。
本实施例中制得的鄂板母体硬度为hb205-220,抗拉强度730mp,冲击吸收113akv/j,铸钉的硬度为hra82-84,将铸钉镶嵌入高锰钢鄂板母体的齿面后,能够提高鄂板的耐磨性能,使鄂板的耐磨性能显著提高。