專利名稱：分級破碎機的整體破碎齒及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及破碎機的破碎齒，具體涉及一種分級破碎機的整體破碎齒及其制作方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，分級破碎機主要適用于煤炭、冶金、建材、化工等行業(yè)脆性塊狀物料的 粗、中級破碎。特別是在煤炭行業(yè)，使用三機破碎原煤只要經(jīng)過除鐵、除雜、無須除矸，便可 直接進行破碎，破碎出的物料，粒度均勻，過粉碎率低，從而簡化了選煤工藝，降低了投資和 生產(chǎn)成本。因此，自投放市場以來，受到了眾多用戶的好評。但隨著煤炭資源的深度開采，造成煤炭的品味降低，煤炭的洗選加工壓力增大，尤 為明顯的是含矸量增多、原煤的硬度增加帶來前所未有的挑戰(zhàn)，這就要求分級破碎機的破 碎齒既要具有足夠的耐磨性，又要有比較高的韌性，同時還要具有易加工性和可更換性。毫 無疑問，要提高破碎齒的耐磨性能，所用材料的硬度就要增加，但隨著硬度的提高，抗沖擊 韌性就必然會下降，同時帶來更大的問題是切削加工難度加大，高硬度材質(zhì)的破碎齒根本 無法金加工。到目前為止，可以說分級破碎機的破碎齒的選材、制作方法還沒有真正得到解 決，其問題的關(guān)鍵是很難解決材料的耐磨性與韌性和易加工性這三者之間的矛盾。若采用 折中的方法，三者均作出一些讓步和犧牲，或許能解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種分級破碎機整體破碎齒及其制作方法，齒套式分級 破碎機破碎齒依該制作方法生產(chǎn)，整體破碎齒強度和韌性好，硬度和耐磨性也較高，并且還 能進行切削加工。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該整體破碎齒以合金高錳鋼為主要 材料，采用消失模整體鑄造，整體破碎齒的中心有帶鍵槽的齒輥孔，在整體破碎齒的外壁上 有外圓齒，外圓齒上鑲鑄硬質(zhì)合金棒。其中，合金高錳鋼的化學成分的質(zhì)量分數(shù)為C 1.21% 1.30%、Si 0.58% 0. 76%, S 0. 04% 0. 05%、P 0. 04% 0. 06%、Mn 13. 12% 13. 74%、Cr 1.87% 2. 16%, MO 0. 45% 0. 57%、V 0. 14% 0. 19 %、Ti 0. 15 % 0. 21 %、RE 0. 39 % 0. 49%, B 0. 42% 0. 51%、Fe 79. 96% 81. 59%。其中，在整體破碎齒的外圓齒上鑲鑄YG20硬質(zhì)合金棒，該合金棒為外購件，直徑 為4 5mm，其化學成分的質(zhì)量分數(shù)為WC 80%、粘結(jié)劑20%，性能為密度/t. πΓ3 13.4 13. 8、抗彎強度 /Mpa 2400 2480、硬度(HRA) 80 83. 5。其中，硬質(zhì)合金棒的末端焊接元釘。其中，該整體破碎齒的制作方法包括以下步驟
(1)硬質(zhì)合金棒的處理過程首先，將外購直徑為4 5mm的YG20硬質(zhì)合金棒切割成 長度相同的小段，在每一小段合金棒的一端焊接直徑比合金棒小Imm的元釘；然后，手持元釘一端將硬質(zhì)合金棒用砂布砂光，再用汽油清洗，涂上質(zhì)量濃度30-50%的硫酸銅溶液，使 其表面生成保護層；
(2)合金高錳鋼的生產(chǎn)過程將普通廢鋼、生鐵加入中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，鋼液熔清后 加入錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、硅鐵，完全熔化后調(diào)整成分，成分合格后，將溫度升高至1580°C 1600°C扒渣，加入占鋼液質(zhì)量為0. 30%的鋁塊脫氧，并在澆注包的底部預先加入占鋼液質(zhì) 量0. 90% 1. 10%的稀土、0. 40% 0. 50%的鈦鐵、0. 30% 0. 40%的釩鐵，其粒度小于 6mm，且在上述材料上覆蓋鐵屑或鋼板，采用包內(nèi)沖入法對脫氧后的鋼液進行變質(zhì)處理，人 工攪拌后靜置2 3分鐘，當鋼液溫度降至1460°C 1470°C時，澆入消失模中；
(3)消失模鑄造過程首先，用鋁合金制作整體破碎齒可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料模的模 具，用該模具制作泡沫塑料模，要求制作的泡沫塑料模尺寸精度高、表面光潔；接著，在整體 破碎齒泡沫塑料模的外圓齒的每個齒面上鉆制兩個對角排列直徑為4 5mm的小孔，且相 鄰的小孔位置錯開，小孔深度比齒高尺寸深5mm左右；然后，在小孔中插入切割成段并經(jīng)過 處理的YG20硬質(zhì)合金棒，硬質(zhì)合金棒上焊接的元釘外露于泡沫塑料模，其作用是在澆注過 程中消失模氣化時保證硬質(zhì)合金棒不位移；其次，粘貼澆口與冒口，涂敷耐火涂料，進入溫 度為50°C的烘房烘干；最后，將烘干的整體消失模埋入鐵丸砂中，但在整體破碎齒泡沫塑 料模的內(nèi)孔表面填入的是石英砂，使鑄件內(nèi)外冷卻速度不同，在振動頻率為50 60Hz、振 幅為1 2mm、加速度為1 2g參數(shù)范圍內(nèi)進行振實，澆注前開啟真空泵，負壓真空度設(shè)置 為0. 06Mpa,當鋼液溫度降至1460°C 1470°C時，澆入消失模中；在整個澆注過程中，將占 鋼液質(zhì)量為1. 00% 1. 30%的B4C顆粒自始至終均勻地隨流加入，以此形成整體破碎齒鑄 件；
(4)熱處理過程澆注后，待整體破碎齒鑄件冷卻到1000°C 1030°C時，將砂箱中的鐵 丸砂放出，用行車將整體破碎齒鑄件從消失模砂箱中吊出，并迅速移動到水池的上方，在上 下、前后四個方向，向溫度在990°C 1000°C左右的整體破碎齒鑄件外圓齒上噴水淬火，室 溫后清除澆、冒口，裝入箱式電阻爐中加熱至220°C保溫2h出爐空冷。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)破碎齒采用消失模整體鑄造，無需拔模，并且尺寸精度 高、加工余量少、表面光潔，克服了其他鑄造方法整體鑄造的一些缺陷，同時也不需要用手 工焊接的方法在破碎齒上堆焊耐磨材料，既減輕了勞動強度，又大大提高了整體破碎齒的 使用壽命；(2)整體破碎齒采用合金高錳鋼為主要材料，該材質(zhì)初始硬度高，基體的強韌性 好，鑲鑄的YG20硬質(zhì)合金棒形成硬質(zhì)相，達到了硬度好韌性又佳的效果；(3)本發(fā)明的整體 破碎齒采用消失模鑄造方法和熱處理工藝，外表面用鐵丸砂，內(nèi)孔用石英砂，達到了同一鑄 件不同部位有不同的硬度值，整體破碎齒中的齒輥孔需要加工，其硬度為HRC 30 35，整 體破碎齒的外圓齒不需加工，其基體硬度為HRC 40 45，既保證了可加工性，又有較高的 耐磨性；(4)本發(fā)明的整體破碎齒鑲鑄的硬質(zhì)合金棒所需數(shù)量少，重量輕，成本低，工作過 程中不易脫落，效果好；(5)本發(fā)明的整體破碎齒采用鑄件余熱淬火處理的方法，既減少鑄 件脫碳，又節(jié)約了 二次加熱所需的能源。


圖1為本發(fā)明整體破碎齒圖2中B — B剖視示意圖。圖2為本發(fā)明整體破碎齒圖1中A向視圖示意圖。
圖中1為元釘，2為硬質(zhì)合金棒，3為整體破碎齒，4為鍵槽，5為齒輥孔，6為外圓齒。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，但不能理解為這些實例是對 技術(shù)方案的限制。如圖1、2所示，該整體破碎齒以合金高錳鋼為主要材料，采用消失模整體鑄造，整 體破碎齒3的中心有帶鍵槽4的齒輥孔5，在整體破碎齒3的外壁上有外圓齒6，外圓齒6 上鑲鑄硬質(zhì)合金棒2。其中，合金高錳鋼的化學成分的質(zhì)量分數(shù)為C 1.21% 1.30%、Si 0.58% 0. 76%, S 0. 04% 0. 05%、P 0. 04% 0. 06%、Mn 13. 12% 13. 74%、Cr 1.87% 2. 16%, MO 0. 45% 0. 57%、V 0. 14 % 0. 19 %、Ti 0. 15 % 0. 21 %、RE 0. 39 % 0. 49%, B 0. 42% 0. 51%、Fe 79. 96% 81. 59%。其中，在整體破碎齒的外圓齒上鑲鑄YG20硬質(zhì)合金棒，該合金棒為外購件，直徑 為4 5mm，其化學成分的質(zhì)量分數(shù)為WC 80%、粘結(jié)劑20%，性能為密度/t. m_3 13.4 13. 8、抗彎強度 /Mpa 2400 2480、硬度(HRA) 80 83. 5。其中，硬質(zhì)合金棒2的末端焊接元釘1。實施例1與2 生產(chǎn)FP5008A與FP5012A分級破碎機的整體破碎齒，該整體破碎齒 依以下步驟制作
(1)硬質(zhì)合金棒的處理過程首先，將外購直徑為4 5mm的YG20硬質(zhì)合金棒切割成 長度相同的小段，在每一小段
合金棒的一端焊接直徑比合金棒小Imm的元釘；然后，手持元釘一端將硬質(zhì)合金棒用 砂布砂光，再用汽油清洗，涂上質(zhì)量濃度30-50%的硫酸銅溶液，使其表面生成保護層；
(2)合金高錳鋼的生產(chǎn)過程將普通廢鋼、生鐵加入中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，鋼液熔清后 加入錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、硅鐵，完全熔化后調(diào)整成分，成分合格后，將溫度升高至1580°C 1600°C扒渣，加入占鋼液質(zhì)量為0. 30%的鋁塊脫氧，并在澆注包的底部預先加入占鋼液質(zhì) 量0. 90% 1. 10%的稀土、0. 40% 0. 50%的鈦鐵、0. 30% 0. 40%的釩鐵，其粒度小于 6mm，且在上述材料上覆蓋鐵屑或鋼板，采用包內(nèi)沖入法對脫氧后的鋼液進行變質(zhì)處理，人 工攪拌后靜置2 3分鐘，當鋼液溫度降至1460°C 1470°C時，澆入消失模中；
(3)消失模鑄造過程首先，用鋁合金制作整體破碎齒可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料模的模 具，用該模具制作泡沫塑料模，要求制作的泡沫塑料模尺寸精度高、表面光潔；接著，在整體 破碎齒泡沫塑料模的外圓齒的每個齒面上鉆制兩個對角排列直徑為4 5mm的小孔，且相 鄰的小孔位置錯開，小孔深度比齒高尺寸深5mm左右；然后，在小孔中插入切割成段并經(jīng)過 處理的YG20硬質(zhì)合金棒，硬質(zhì)合金棒上焊接的元釘外露于泡沫塑料模，其作用是在澆注過 程中消失模氣化時保證硬質(zhì)合金棒不位移；其次，粘貼澆口與冒口，涂敷耐火涂料，進入溫 度為50°C的烘房烘干；最后，將烘干的整體消失模埋入鐵丸砂中，但在整體破碎齒泡沫塑 料模的內(nèi)孔表面填入的是石英砂，使鑄件內(nèi)外冷卻速度不同，在振動頻率為50 60Hz、振 幅為1 2mm、加速度為1 2g參數(shù)范圍內(nèi)進行振實，澆注前開啟真空泵，負壓真空度設(shè)置 為0. 06Mpa,當鋼液溫度降至1460°C 1470°C時，澆入消失模中；在整個澆注過程中，將占鋼液質(zhì)量為1. 00% 1. 30%的B4C顆粒自始至終均勻地隨流加入，以此形成整體破碎齒鑄 件；
(4)熱處理過程澆注后，待整體破碎齒鑄件冷卻到1000°C 1030°C時，將砂箱中的 鐵丸砂放出，用行車將整體破碎齒鑄件從消失模砂箱中吊出，并迅速移動到水池的上方，在 上下、前后四個方向，向溫度在990°C 1000°C左右的整體破碎齒鑄件外圓齒上噴水淬火， 室溫后清除澆、冒口，裝入箱式電阻爐中加熱至220°C保溫2h出爐空冷。
權(quán)利要求
1.一種分級破碎機的整體破碎齒，整體破碎齒(3)的中心有帶鍵槽(4)的齒輥孔(5)， 在整體破碎齒(3)的外壁上有外圓齒(6)，其特征在于該整體破碎齒以合金高錳鋼為主要 材料，采用消失模整體鑄造，外圓齒(6 )上鑲鑄硬質(zhì)合金棒(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分級破碎機的整體破碎齒，其特征在于其中，合金 高錳鋼的化學成分的質(zhì)量分數(shù)為C 1. 21% 1. 30%、Si 0. 58% 0. 76%、S 0.04% 0. 05%, P 0. 04% 0. 06%、Mn 13. 12% 13. 74%、Cr 1. 87% 2. 16%、MO 0.45% 0. 57%, V 0. 14% 0. 19 %、Ti 0. 15 % 0. 21 %、RE 0. 39 % 0. 49 %、B 0. 42 % 0. 51%, Fe 79. 96% 81. 59%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分級破碎機的整體破碎齒，其特征在于其中，在整體 破碎齒的外圓齒上鑲鑄YG20硬質(zhì)合金棒，該合金棒為外購件，直徑為4 5mm，其化學成分 的質(zhì)量分數(shù)為WC 80%、粘結(jié)劑20%，性能為密度/t.m_3 13. 4 13. 8、抗彎強度/Mpa 2400 2480、硬度(HRA) 80 83. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分級破碎機的整體破碎齒，其特征在于其中，硬質(zhì)合金 棒(2)的末端焊接元釘(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種分級破碎機的整體破碎齒的制作方法，其特征在于該制 作方法包括以下步驟(1)硬質(zhì)合金棒的處理過程首先，將外購直徑為4 5mm的YG20硬質(zhì)合金棒切割成 長度相同的小段，在每一小段合金棒的一端焊接直徑比合金棒小Imm的元釘；然后，手持元釘一端將硬質(zhì)合金棒用 砂布砂光，再用汽油清洗，涂上質(zhì)量濃度30-50%的硫酸銅溶液，使其表面生成保護層；(2)合金高錳鋼的生產(chǎn)過程將普通廢鋼、生鐵加入中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，鋼液熔清后 加入錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、硅鐵，完全熔化后調(diào)整成分，成分合格后，將溫度升高至1580°C Ieoo0C扒渣，加入占鋼液質(zhì)量為ο. 30 %的鋁塊脫氧，并在澆注包的底部預先加入占鋼液質(zhì) 量0. 90% 1. 10%的稀土、0. 40% 0. 50%的鈦鐵、0. 30% 0. 40%的釩鐵，其粒度小于 6mm，且在上述材料上覆蓋鐵屑或鋼板，采用包內(nèi)沖入法對脫氧后的鋼液進行變質(zhì)處理，人 工攪拌后靜置2 3分鐘，當鋼液溫度降至1460°C 1470°C時，澆入消失模中；(3)消失模鑄造過程首先，用鋁合金制作整體破碎齒可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料模的模 具，用該模具制作泡沫塑料模，要求制作的泡沫塑料模尺寸精度高、表面光潔；接著，在整體 破碎齒泡沫塑料模的外圓齒的每個齒面上鉆制兩個對角排列直徑為4 5mm的小孔，且相 鄰的小孔位置錯開，小孔深度比齒高尺寸深5mm左右；然后，在小孔中插入切割成段并經(jīng)過 處理的YG20硬質(zhì)合金棒，硬質(zhì)合金棒上焊接的元釘外露于泡沫塑料模，其作用是在澆注過 程中消失模氣化時保證硬質(zhì)合金棒不位移；其次，粘貼澆口與冒口，涂敷耐火涂料，進入溫 度為50°C的烘房烘干；最后，將烘干的整體消失模埋入鐵丸砂中，但在整體破碎齒泡沫塑 料模的內(nèi)孔表面填入的是石英砂，使鑄件內(nèi)外冷卻速度不同，在振動頻率為50 60Hz、振 幅為1 2mm、加速度為1 2g參數(shù)范圍內(nèi)進行振實，澆注前開啟真空泵，負壓真空度設(shè)置 為0. 06Mpa,當鋼液溫度降至1460°C 1470°C時，澆入消失模中；在整個澆注過程中，將占 鋼液質(zhì)量為1. 00% 1. 30%的B4C顆粒自始至終均勻地隨流加入，以此形成整體破碎齒鑄 件；(4)熱處理過程澆注后，待整體破碎齒鑄件冷卻到1000°C 1030°C時，將砂箱中的鐵丸砂放出，用行車將整體破碎齒鑄件從消失模砂箱中吊出，并迅速移動到水池的上方， 在上下、前后四個方向，向溫度在990°C 1000°C左右的整體破碎齒鑄件外圓齒上噴水淬 火，室溫后清除澆、冒口，裝入箱式電阻爐中加熱至220°C保溫2h出爐空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分級破碎機的整體破碎齒及其制作方法，該整體破碎齒以合金高錳鋼為主要材料，采用消失模整體鑄造，整體破碎齒(3)的中心有帶鍵槽(4)的齒輥孔(5)，在整體破碎齒(3)的外壁上有外圓齒(6)，外圓齒(6)上鑲鑄硬質(zhì)合金棒(2)。本發(fā)明生產(chǎn)的整體破碎齒強度和韌性好，硬度和耐磨性較高，并且還能進行切削加工，適合于制造齒套式分級破碎機破碎齒。
文檔編號C22C38/60GK102000620SQ20101052330
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者卓榮明 申請人:淮陰工學院