專利名稱：：雙金屬電渣熔鑄抗磨錘具的方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種電渣熔鑄工藝，特別是采用電渣熔鑄法復合制作雙金屬耐磨錘具的方法。
背景技術：
：在冶金、建材等行業(yè)用破碎機中的錘具是易磨損更換部件，目前采用復合錘具的方法主要有三種，①機械結(jié)合法；錘頭和錘柄采用機械方式聯(lián)接，其加工方法繁瑣，使用壽命短，錘頭容易脫落；②二次燒注將錘具的支承柄鑄造或鍛造，然后在澆注耐磨材枓成錘頭，其工藝復雜，復合處容易脫開，搡作不安全，制作成本髙；③雙金屬液復合法，需人為控制凝固次序，工藝難度和廢品率較高，鋼水利用率低，操作中容易混流。已經(jīng)公開的電渣熔鑄法復合錘具，如200610047288.3號專利申請，雖然較好地解決了耐磨性、復合界面的結(jié)合強度、安全性、工藝難度等問題，但仍然存在如下缺陷采用短路起弧融化渣系，弧光引起的粉塵大，工作生產(chǎn)環(huán)境污染嚴重，結(jié)晶器使用壽命短；鋼制結(jié)晶器材質(zhì)導熱系數(shù)小，工藝不穩(wěn)定，容易出廢品，銅和鋼之間焊接性能差，耗電量大，造價高；已公開的熔渣中CaF2均達到70~80%,生產(chǎn)中產(chǎn)生的氟化物氣體，造成嚴重的環(huán)境污染，危害工人健康。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服以上技術中存在的諸多缺陷，提供一種雙金屬電渣熔鑄抗磨錘具的方法，采用該方法可大大降低生產(chǎn)環(huán)境污染，復合錘具耐磨性高，接合成品率達100%,工藝先進，安全性高。本發(fā)明為了最大程度地減少環(huán)境污染，選配引弧劑逐漸引燃渣料使其熔化，同時采用低氟熔渣系；為了減少電磁損失，節(jié)電降耗，采用無磁性鋼作為錘柄的夾持器，形成用電回路。本發(fā)明錘具是由高鉻鑄鐵錘頭與低合金鋼錘身構(gòu)成，其特征是a)被焊錘頭置于水冷結(jié)晶器內(nèi)并與自耗電極相對應，結(jié)晶器底平面與錘頭面間距為5~IO隨，結(jié)晶器內(nèi)表面與錘頭側(cè)面相距2~5mm,錘柄用無磁性鋼的導體夾持器夾持，形成通電回路；b)引弧劑置于錘頭表面，用碳棒壓實引燃使其熔化，引弧劑的重量配比為CaF2:Ti02:Ca0=40~55:30~40:10~20,單錘用量20~30g;c)置于熔渣池中的熔渣是由重量30~50%CaF2、20~30°/^1203和20~45%的CaO組成的三元渣系，熔鑄電壓為30~60V，熔鑄溫度為1300~1600°C，熔鑄電流為600A~1500A,電極充填比0.4~0.6。為了逐漸熔化渣料，熔渣需要分3次加入，首次加入時，電流控制在600800A，加入全部熔渣量的20~30°/。，0.5lmin后再加入熔渣總量的40~50%,使電流逐漸提高至1000A1200A,35min后加入熔渣的剩余量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點4、該技術改變其它復合錘具單一的物理的接合方式，接合不徹底、成品率低的缺點，熔焊復合錘具是機體的結(jié)合；采用先熔后焊的工作方式，使成品率達到100%，錘具部分使用低合金材料。根據(jù)不同的工況配以不同的材質(zhì)，達到韌而不斷的使用效果，錘頭部分使用高鉻鑄鐵，提高錘具的耐磨性。.2、電路接觸器的改進改變了電渣熔鑄復合錘具技術電回路銅與鋼的接合方式，采用無磁性鋼作為錘柄的夾持器，形成用電回路，減少了電磁損失，節(jié)省了電能消耗；3、水冷結(jié)晶器的改進通過多次的試驗，選用鋁合金水結(jié)晶器，克服了鋼制結(jié)晶器導熱系數(shù)小，工藝不穩(wěn)定，易造成廢品的缺陷，而銅和鋼之間的焊接性能差，造價高。鋁合金結(jié)晶器導熱性能好，便于制造和維修，即節(jié)省了材料又改進了使用性能，延長結(jié)晶器使用壽命12倍；1、由于引入了引弧劑熔化熔渣，同時采用低氟渣系降低了對空氣的污染?，F(xiàn)有電渣復合技術多采用70—80y。的CaF2，而產(chǎn)生的氟化物氣體危害工人健康，造成環(huán)境污染，釆用低氟渣系大大降低了對空氣的污染；具體實施例方式水冷成型熔焊復合錘具技術的工藝過程1、水冷成型鑄件的晶體組織，主要是在凝固過程中形成的。一般認為細粒狀晶的抗疲勞性能較好，因此選擇了水冷成型工藝。水冷成型的結(jié)晶過程有兩大特點一是冷卻速度比砂型和金屬型快，更有利于形成細粒狀晶。二是結(jié)晶過程中，在相同材質(zhì)的條件下，通過水冷成型的結(jié)晶方式，提高了工件的耐磨性能。熔焊復合技術，根據(jù)電弧爐熔煉的原理采用30-60V低電壓，依靠非自耗電極(碳棒)通過渣池對被焊錘面放電，使電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，熔化錘具表面，為下一步的焊接創(chuàng)造了良好的基礎。焊接在電極溶化錘具表面的同時，也使溶池內(nèi)的焊劑得到溶化。當焊劑大約升溫到130(TC160(TC時，高鉻電極在焊劑的保護下完成焊接該技術的生產(chǎn)步驟一、熔焊前的準備1、設備的準備工作復合錘具采用單相雙支臂的熔焊設備。設備的準備工作1)自耗電極與非自耗電極都一定要垂直與被焊錘面而且要與結(jié)晶器對中性良好；2)雙支臂的交點一定要交于結(jié)晶器中心；3)二次測電壓是否符合所焊錘具的工作要求。2、原材料的準備1)引弧劑的使用引弧劑可用CaFz:Ti02:CaO=40:40:20的比例經(jīng)熔煉后固化而成。單錘用量約20~30克，使用前應放在烤箱中與渣料一同預熱烘烤，烘烤溫度應為《600°C,46小時后方可使用。2)渣料的準備1、清潔。2、干燥。3、稱量準確三元渣系重量配比是CaF240%，Ca035°/。，Al20325%。4、烘烤溫度《600。C，46小時后方可使用；3)渣料在烤箱外放置時間不宜過長，防止渣料吸水。3、結(jié)晶器的準備1)結(jié)晶器表面應該光滑無缺陷，如出現(xiàn)>1/3內(nèi)壁厚的凹坑缺陷時，應停止使用；2)—定進行規(guī)定的水壓試驗，觀察是否有漏水、潤水現(xiàn)象。水壓試驗壓力》4公斤/cm2，保持時間大于30分鐘。4、自耗電極的準備1)電極的充填比是否與結(jié)晶器相符，充填比應滿足在0.4-0.6的范圍內(nèi)；2)自耗電極在使用前應于20030(TC溫度下預熱0.5~lhr，以免出現(xiàn)爆渣現(xiàn)象。二、熔焊過程1、把被焊錘具放在與它相匹配的模具內(nèi)，并且把錘柄用無磁導體夾持器夾實，以形成通電回路；2、用組合式鋁合金水冷結(jié)晶器圍住被焊錘具，結(jié)晶器底平面與被焊錘面之間相距約5~IO'腿，結(jié)晶器內(nèi)表面與錘頭的側(cè)面之間相距約2~5mm;3、把引弧劑放在結(jié)晶器內(nèi)的錘面上，并用非自耗電極(碳棒)把引弧劑點燃熔化并壓實；4、開始引弧。給電后，觀察引弧劑發(fā)紅后，加入渣料總量的30%,以小功率給電，電流控制在600A800A之間，防止長時間短路，燒壞變壓器；隨著渣料的逐漸熔化，加入新的渣料，供電電流也逐漸提高到1000A-1200A;Q.5~1分鐘后再加入渣料總量的50%,3~5分鐘后加入剩余量的渣料，熔化渣池厚度通常是30-40n'ii;5、渣料的均勻地加完后。供電電流提高到140(U1500A，使渣池溫度升高到1300~1600°C，加熱25分鐘，然后在20-30鈔內(nèi)換成高鉻鑄鐵自耗電極進行熔焊；6、填充補縮期在熔焊將要完成時，應將電極迅速提出渣面外，停留10一20秒左右，再放入渣池內(nèi)，使金屬熔化量稍大于最終金屬熔化的體積收縮之不足，實現(xiàn)豐滿的補縮效果。附表本發(fā)明復合錘具化學成份<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、雙金屬電渣熔鑄抗磨錘具的制造方法，該錘具是由高鉻鑄鐵錘頭與低合金鋼錘身構(gòu)成，其特征是a)被焊錘頭置于水冷結(jié)晶器內(nèi)并與自耗電極相對應，結(jié)晶器底平面與錘頭面間距為5～10mm，結(jié)晶器內(nèi)表面與錘頭側(cè)面相距2～5mm，錘柄用無磁性鋼的導體夾持器夾持，形成通電回路；b)引弧劑置于錘頭表面，用碳棒壓實引燃使其熔化，引弧劑的重量配比為CaF2∶TiO2∶CaO＝40～55∶30～40∶10～20，單錘用量20～30g；c)置于熔渣池中的熔渣是由重量30～50％CaF2、20～30％Al2O3和20～45％的CaO組成的三元渣系，熔鑄電壓為30～60V，熔鑄溫度為1300～1600℃，熔鑄電流為600A～1500A，電極充填比0.4～0.6。2、按照權(quán)利要求1所述的雙金屬電渣熔鑄抗磨錘具的制造方法,其特征是所述熔渣初始加入時，電流控制在600~800A,加入全部熔渣量的20~30%,0.5~lmin后再加入熔渣總量的40~50%，電流逐漸提高至1000A~1200A,3~5min后加入熔渣的剩余量。3、按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述自耗電極在使用前于200~300。C下預熱30-60min,自耗電極的材料為Cr26MoNi2，錘柄材料為25CrMo。4、按照權(quán)利要求1所述的雙金屬電渣熔鑄抗磨錘具的制造方法，其特征是組合式水冷結(jié)晶器的材質(zhì)為鋁合金。全文摘要雙金屬電渣熔鑄抗磨錘具的制造方法，該錘具是由高鉻鑄鐵錘頭與低碳合金鋼錘身構(gòu)成，其特征是被焊錘頭置于水冷結(jié)晶器內(nèi)并與自耗電極相對應，結(jié)晶器底平面與錘頭面間距為5～10mm，結(jié)晶器內(nèi)表面與錘頭側(cè)面相距2～5mm，錘柄用無磁性鋼的導體夾持器夾持，形成通電回路；引弧劑置于錘頭表面，用碳棒引燃使其熔化壓實，引弧劑的重量配比為CaF₂∶TiO₂∶CaO＝40～55∶30～40∶10～20，單錘用量20～30g；置于熔渣池中的熔渣是由30～50％CaF₂、20～30％Al₂O₃和20～45％的CaO組成的三元渣系，熔鑄電壓為30～60V，熔鑄溫度為1300～1600℃，熔鑄電流為600A～1500A，電極充填比0.4～0.6。本發(fā)明方法可大大降低生產(chǎn)環(huán)境污染，復合錘具耐磨性高，接合成品率達100％，工藝先進，安全性高。文檔編號B22D23/10GK101559487SQ20081001112公開日2009年10月21日申請日期2008年4月18日優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日發(fā)明者利任,王鐵軍,邵連義申請人:邵連義