專利名稱：一種破碎機錘頭的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種錘式破碎機用錘頭的制造方法，適用于各種尺寸和形狀的 高錳鋼或合金鑄鐵錘頭的制造。
背景技術：
錘式破碎機是一種重要的破碎設備，在冶金、礦山、化工、電力、煤炭、 建材等各個行業(yè)都有廣泛的應用。錘頭是錘式破碎機中的重要抗磨零件，但目 前普遍存在使用壽命短的問題。使用壽命短的僅幾天，長的也不超過三個月。 如何提高錘頭的使用壽命是一個普遍關注的問題。
現(xiàn)有技術中，錘頭的制備方法有鑄造法、鍛造法和焊接法。鍛造錘頭因受
材料塑性的限制適用范圍很小；焊接錘頭無法單獨制造整體錘頭，主要用于將 鑄造的錘頭頭部與柄部實現(xiàn)連接， 一旦連接部位出現(xiàn)焊接缺陷，使用中會導致 斷裂；鑄造方法生產(chǎn)錘頭是目前的主要工藝方法，包括砂型鑄造、金屬型鑄造 以及離心鑄造等具體方法。砂型鑄造錘頭是主要的工藝方法，因砂型冷卻速度 慢，靠冒口補縮，經(jīng)常出現(xiàn)晶粒粗大和內(nèi)部縮松，導致錘頭使用壽命短。金屬 型鑄造因沒有冒口，補縮受限，縮松缺陷依然難以避免。離心鑄造靠離心力補 縮，可以提高致密度，但對錘頭的形狀和尺寸有一定限制，應用范圍不大?？?體來看，現(xiàn)有的錘頭鑄造方法的補縮壓力較小，都需要較大的冒口補縮，即使 這樣，對于像高錳鋼一類的縮松傾向較大的抗磨材料，錘頭內(nèi)部的致密度不足， 有時還有縮孔和氣孔，使用壽命不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的是，錘頭的內(nèi)部縮松和晶粒粗大導致使用壽命短的問題。本發(fā)明根據(jù)加壓凝固和流變補縮原理，對澆入模具的金屬熔體直接施加一 定的壓力，實現(xiàn)壓力作用下的凝固、流變和補縮，提供一種錘頭的制造方法。 本發(fā)明提供的一種破碎機錘頭的制造方法，包括如下步驟
步驟l，將金屬模具預熱至120 300°C，目的在于防止模具開裂，并便 于噴涂涂料。
步驟2，在金屬模具型腔的內(nèi)壁和壓頭的外壁，噴涂厚度0. 2 2mm的金 屬型鑄造涂料；所說的金屬型鑄造涂料是不與熔體發(fā)生化學反應、具有良好 隔熱性的各種耐火涂料，如現(xiàn)有技術的氧化鎂涂料、鋯英粉涂料、鉻鐵礦涂 料和鎂橄欖石涂料等。噴涂涂料的目的在于控制熔體的冷卻速度，并對模具 進行有效保護，防止熔體與模具粘連或熔焊。
步驟3，將高錳鋼或合金鑄鐵熔體以高于液相線溫度10 10(TC的溫度澆 入120 300'C的金屬模具型腔內(nèi)；澆注溫度高于液相線溫度IOO'C，會出現(xiàn) 晶粒粗大；澆注溫度低于液相線溫度l(TC，會導致難以澆注和完整成形。 步驟4，在澆注完畢10秒的時間內(nèi)對熔體直接施加80 300MPa的壓強保 (錘頭的體積''
壓；保壓時間:
;其中，錘頭的體積單位是cm3，錘頭
、(2.0 2.8)x錘頭的表面積， 的表面積單位是cm2，保壓時間的單位是min;在保壓過程中，熔體發(fā)生凝 固、流變和補縮，得到晶粒細小、無收縮缺陷的破碎機錘頭。
步驟5，停止加壓，將破碎機錘頭從金屬模具內(nèi)取出，冷卻至室溫，熱處理， 得到本發(fā)明的破碎機錘頭。
本發(fā)明所述的合金鑄鐵包括合金白口鐵和高鉻鑄鐵。 本發(fā)明的有益效果是
(1)產(chǎn)品質(zhì)量高。利用本發(fā)明生產(chǎn)的破碎機錘頭，內(nèi)部組織細密，與同材質(zhì)的鑄造錘頭相比，沖擊韌性提高50% — 150%,使用壽命提高2 5倍。
(2) 材料利用率高。由于本發(fā)明省去了冒口，而是利用壓頭提供的機械壓 力補縮，使材料利用率可以達到85%以上。
(3) 適用范圍廣。本發(fā)明基本不受合金種類的限制，可以用來生產(chǎn)高錳鋼、 高鉻鑄鐵以及各種合金鑄鐵錘頭。
(4) 環(huán)境友好。由于本發(fā)明由可以反復使用的金屬模具代替一次性的砂型， 省去了造型操作，勞動環(huán)境清潔，無矽肺病的危害。
(5) 生產(chǎn)成本低。本發(fā)明無冒口和造型材料消耗，廢品率低，所以生產(chǎn)成 本比砂型鑄造錘頭降低10%以上。
具體實施例方式
實施例一
本發(fā)明提供的一種破碎機錘頭的制造方法，用來制備單件重量為5kg、 材質(zhì)為ZGMnl3的錘式破碎機小型錘頭，其體積為650cm3，表面積為636 cm2。 制備方法包括如下步驟
步驟l，將金屬模具預熱至300。C;
步驟2，在金屬模具型腔的內(nèi)壁和壓頭的外壁，噴涂厚度0. 2mm的鑄造涂
料；
步驟3，將高錳鋼或合金鑄鐵熔體以高于液相線溫度IO(TC的溫度澆入 30(TC的金屬模具型腔內(nèi)；
步驟4，在澆注完畢10秒的時間內(nèi)對熔體直接施加80MPa的壓強保壓；
步驟5，停止加壓，將破碎機錘頭從金屬模具內(nèi)取出，冷卻至室溫，進行水韌處理，得到本發(fā)明的破碎機錘頭。
本發(fā)明的破碎機錘頭裝機使用表明，其使用壽命比砂型鑄造ZGMnl3錘頭 提高了4倍，工藝出品率高達98%，成本降低了15%。 實施例二
本發(fā)明提供的一種破碎機錘頭的制造方法，用于制備單件重量為50kg、 材質(zhì)為高鉻鑄鐵的錘式破碎機錘頭。體積為6500cm3，表面積為1160cm2。制 造方法包括如下步驟-
步驟l，將用球墨鑄鐵制成的金屬模具預熱至20(TC，
步驟2，在模具型腔的內(nèi)壁和壓頭的外壁上噴涂厚度lmm的鋯英粉涂料， 對模具進行有效保護，防止高鉻鑄鐵熔體與模具熔焊。
步驟3，利用中頻感應電爐熔煉高鉻鑄鐵熔體，將50kg重的高鉻鑄鐵熔 體以高于液相線溫度30'C的溫度澆入溫度為20(TC的模具型腔內(nèi)。
步驟4，迅速啟動壓力機，在澆注完畢8秒的時間內(nèi)對高鉻鑄鐵熔體直接
施加200MPa的壓強，保壓時間={，《^!f!^^。丫 = 5.0min ，直至高鉻鑄鐵熔
、2.5x錘頭的表面積J
體完全凝固。保壓過程熔體凝固成形和流變補縮。
步驟5,停止加壓，將破碎機錘頭從模具內(nèi)腔中取出冷卻至室溫，進行淬 火+低溫回火熱處理，得到本發(fā)明的破碎機錘頭。
本發(fā)明的破碎機錘頭裝機使用表明，其使用壽命比金屬型鑄造高鉻鑄鐵 錘頭提高2倍，沖擊韌性提高1.5倍，工藝出品率高達97%，成本降低10%。
實施例三
本發(fā)明提供的一種破碎機錘頭的制造方法，用于制備單件重量為150kg、 材質(zhì)為ZGMnl3的錘式破碎機用大型錘頭。體積為19500cm3，表面積為 2200cm2。制備方法包括如下步驟
6步驟l，將用H13鋼制成的模具預熱至120。C，在模具型腔的內(nèi)壁和壓頭 的外壁上噴涂厚度2mm的氧化鎂涂料。目的在于對模具進行有效保護，防止 ZGMnl3熔體與模具熔焊。
步驟2，將熔煉合格的ZGMnl3熔體以高于液相線溫度l(TC的溫度澆入溫 度為12(TC的模具內(nèi)腔內(nèi)，目的在于能夠保證順利澆注的同時不損壞模具。
步驟3，迅速啟動壓力機，在澆注完畢IO秒的時間內(nèi)對熔體直接施加
300MPa的壓強，保壓時間=|^ A ，，、f!^L化丫 = 19.6min ，直至ZGMnl3熔體完
^2.0x錘頭的表面積J
全凝固。保壓期間，熔體凝固成形并發(fā)生流變補縮，得到晶粒細小致密的內(nèi) 部組織。
步驟4，停止加壓，將破碎機錘頭從模具內(nèi)腔中取出冷卻至室溫，進行水 韌處理，得到本發(fā)明的破碎機錘頭。
本發(fā)明的破碎機錘頭裝機使用表明，其使用壽命比砂型鑄造ZGMnl3錘頭提 高5倍，晶粒細化3級，沖擊韌性提高2.5倍，工藝出品率高達95%，成本降 低15%。
權利要求
1.一種破碎機錘頭的制造方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1，將金屬模具預熱至120～300℃；步驟2，在金屬模具型腔的內(nèi)壁和壓頭的外壁，噴涂厚度0.2～2mm的金屬型鑄造涂料；步驟3，將高錳鋼或合金鑄鐵熔體以高于液相線溫度10～100℃的溫度澆入120～300℃的金屬模具型腔內(nèi)；步驟4，在澆注完畢10秒的時間內(nèi)對熔體直接施加80～300MPa的壓強保壓； id="icf0001" file="A2008101151780002C1.tif" wi="76" he="12" top= "107" left = "36" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>其中，錘頭的體積單位是cm3，錘頭的表面積單位是cm2，保壓時間的單位是min；步驟5，停止加壓，將破碎機錘頭從金屬模具內(nèi)取出，冷卻至室溫，熱處理，得到本發(fā)明的破碎機錘頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種破碎機錘頭的制造方法，它是將高錳鋼或合金鑄鐵熔體澆入預熱至120～300℃并涂有0.2～2mm厚度的金屬型鑄造涂料的金屬模具型腔內(nèi)，利用液壓機在澆畢10秒的時間內(nèi)對熔體直接施加80～300MPa的壓強，使熔體流變補縮和凝固成形。從模具中取出后，根據(jù)所選材料進行水韌或淬火熱處理。本發(fā)明的突出優(yōu)點是比砂型鑄造錘頭內(nèi)部組織細密，沖擊韌性提高50％～150％，使用壽命提高2～5倍；壓力流變補縮代替冒口補縮，工藝出品率可以達到85％以上；用可以反復使用的金屬模具代替砂型，省去了造型操作，勞動環(huán)境清潔，無矽肺病的危險；生產(chǎn)成本比砂型鑄造錘頭降低10％以上。
文檔編號B02C13/28GK101293274SQ200810115178
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權日2008年6月18日
發(fā)明者劉華斌, 吳夏鈴, 姚淑卿, 張勵忠, 邢書明, 鮑培瑋 申請人:北京交通大學