高鉻多元復(fù)合錘頭簡介 破碎機錘頭,又叫錘式破碎機錘頭,是錘式破碎機核心零部件之一,排列在破碎機轉(zhuǎn)子的錘軸上,錘頭在破碎機高速運轉(zhuǎn)時直接打擊物料,較終破碎成合適的物料粒度。破碎機錘頭根據(jù)制造工藝可以分為兩種:鑄造和鍛造,但是他們的耐磨程度是不一樣的。由于破碎物料,頭部需要良好的耐磨性而柄部又需要足夠韌性,通常用合金鋼、高錳鋼、鑄鋼加高鉻鑄鐵雙金屬復(fù)合等材料用鍛造或鑄造方法一次成型,配上相應(yīng)的熱處理工藝就比較經(jīng)濟一點,破碎機錘頭根據(jù)材質(zhì)可以分為種:高錳鋼錘頭、雙金屬錘頭、復(fù)合錘頭、大金牙錘頭、中鉻合金錘頭,硬質(zhì)合金錘頭等。目前市場上的錘頭在使用過程中存在易開裂,使用壽命短耗能大等問題。 技術(shù)實現(xiàn)要素: 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中錘頭在使用過程中存在易開裂,使用壽命短耗能大等問題,提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭及其制備方法,能夠有效的提高錘頭的強度和使用壽命,同時減少生產(chǎn)過程的能耗。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭,其特征在于:各化學(xué)成分按重量百分比為:c1.0~2.0%、cr15.0~30.0%、v0.1~0.2%、si0.4~0.6%、ti0.2~0.3%、ni0.2~0.3%、n0.1~0.2%、mo0.5~1.0%、re0.02~0.03%、er0.02~0.03%、s≤0.06%、p≤0.06%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。c:碳在鑄鐵中是影響硬度、耐磨性能和硬度的關(guān)鍵因素。隨著含碳量的增加,鑄鐵組織中碳化物數(shù)量增加,鑄鐵硬度提高,韌性降低,尤其碳化物呈網(wǎng)狀分布時,沖擊韌性降低更為嚴重。降低碳含量也同時使鐵水的流動性變差,又容易使磨球內(nèi)部產(chǎn)生縮孔和縮松,使磨球出現(xiàn)鑄造缺陷而已破碎。因此,含碳量多高多低都不易,選取1.8~2.5%。cr:鉻是碳化物形成元素,反石墨化效果十分明顯,含鉻碳化物穩(wěn)定性好,可保證經(jīng)過熱處理的磨球仍有較高的硬度和耐磨性,但鉻含量過高會增加熔煉難度,同時增加成本,并且磨球在使用過程中易破碎,選取1.5~2.5%。mo:具有高溫強度好、硬度高、密度大、抗腐蝕能力強、熱膨脹系數(shù)小、良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱等特性。鉬的純金屬是銀白色,非常堅硬。把少量鉬加到鋼之中,可增加鋼的硬度。mn:錳是碳化物形成元素,能夠減少雜質(zhì)硫的有害作用,溶于鐵素體重可以提高強度和硬度,選取0.8~1.2%。si:硅是促進石墨化的元素,能夠影響碳化物的穩(wěn)定性,在鑄鐵中加入適量的硅,有固溶強化作用,還可以改善鐵水的流動性;但硅含量過高時,會是碳化物隨著熱處理而轉(zhuǎn)變成石墨,從而降低磨球的硬度和耐磨性,選取0.4~0.6%。ti:鈦的主要作用是強化基體細化組織,對提高合金的抗磨性和韌性起積極作用,同時具有良好的脫氧作用,對改善鑄態(tài)碳化物形態(tài)有著重要的有益作用,選取0.2~0.3%。ni:鎳不形成任何形式的碳化物,無限固溶于奧氏體中,擴大奧氏體相區(qū),降低臨界轉(zhuǎn)變速度,是穩(wěn)定奧氏體的主要合金元素,可以抑制珠光體的形成,選取0.2~0.3%。re:稀土元素作為變質(zhì)劑對鐵水進行變質(zhì)處理,可以細化晶粒,減少碳化物在晶置上的分布,使之由連續(xù)網(wǎng)狀分布變?yōu)楣铝⒌臈l狀分布,從而使沖擊韌性提高,降低鑄鐵磨球在使用過程中的破碎率,選取0.02~0.03%。珠光體是由奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變同時析出的,鐵素體與滲碳體片層相間的組織,珠光體的性能介于鐵素體和滲碳體之間,強韌性較好,強度較高,硬度適中,塑性和韌性較好。將珠光體與碳化物形成海海結(jié)構(gòu),能夠有效的提高耐磨球的硬度與韌性。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭,作為優(yōu)選方式,各化學(xué)成分按重量百分比為:c1.0%、cr15.0%、v0.1%、si0.4%、ti0.2%、ni0.2%、n0.1%、mo0.5%、re0.02%、er0.02%、s≤0.06%、p≤0.06%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭,作為優(yōu)選方式,各化學(xué)成分按重量百分比為:c1.0%、cr19%、v0.15%、si0.5%、ti0.2%、ni0.2%、n0.1%、mo0.5%、re0.02%、er0.02%、s≤0.06%、p≤0.06%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭,作為優(yōu)選方式,各化學(xué)成分按重量百分比為:c2.0%、cr30.0%、v0.2%、si0.6%、ti0.3%、ni0.3%、n0.2%、mo1.0%、re0.03%、er0.03%、s≤0.06%、p≤0.06%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭的制備方法,包括以下步驟:步驟1:用中頻感應(yīng)電爐按主要化學(xué)成分重量百分比在熔煉爐內(nèi)加入除硼鐵、氮化釩鐵、鈦鐵、鎳鐵和re以外的所有爐料升溫,當(dāng)鐵水溫度達到1580℃時,取樣進行化學(xué)分析,控制各化學(xué)成分的重量百分比;步驟2:各化學(xué)成分到達預(yù)期的百分比后繼續(xù)升溫至1600℃,在熔煉爐內(nèi)撒入除渣劑,扒凈爐內(nèi)渣后,加入預(yù)先配好重量并烤過的硼鐵、鈦鐵、鎳鐵熔煉3~5分鐘,加入氮化釩鐵0.2~0.25%完成爐內(nèi)一次變質(zhì),然后加入合金脫氧劑0.2~0.3%進行脫氧出爐;步驟3:將re0.2~0.3%和氮化釩鐵0.05~0.1%破碎至粒度6~10mm小塊,經(jīng)200℃烘干后,同時一次置于渣包底部,接入鐵水進行二次變質(zhì)處理;步驟4:將經(jīng)過二次變質(zhì)處理后的鐵水用除渣劑扒凈包內(nèi)的渣子,降溫至1460~1480℃,用高頻振動平臺澆注,高頻振動平臺振動頻率為150~200hz,振幅0.5~1mm,待澆口鋼水成暗紅色時開箱,得到待鑄件;步驟5:將待鑄件升溫至650℃保溫2h,再升溫至950℃保溫3h,之后用液-氣霧化介質(zhì)冷卻至400℃,再在空氣冷卻至室溫,即得到成品高鉻多元復(fù)合錘頭。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭的制備方法,作為優(yōu)選方式,步驟2所述的氮化釩鐵產(chǎn)品牌號為fev55n11。氮化釩鐵是一種釩氮合金添加劑,性能優(yōu)于釩鐵和氮化釩,可廣泛應(yīng)用于高強度管線鋼、高強度型鋼(h型鋼、工字鋼、槽鋼、角鋼)、薄板坯連鑄連軋高強度鋼帶、非調(diào)質(zhì)鋼、高速工具鋼等產(chǎn)品。氮化釩鐵因其比重可達到5.0g/cm3以上,比添加氮化釩(比重左右)具有更高的吸收率,氮化釩鐵的吸收率可達95%以上,平均比釩氮合金吸收率高3%~5%,性能更加穩(wěn)定,具有更高的細化晶粒和提升強度、韌性、延展性等功能。牌號為fev55n11的氮化釩鐵中v含量不小于53.0%,n含量不小于10%。本發(fā)明使用用fev55n11代替v、n組分,提高了v、n的收得率,節(jié)約v,n的用量40%,同時性能更加穩(wěn)定,具有更高的細化晶粒和提升強度、韌性、延展性等功能,降低了成本。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭的制備方法,作為優(yōu)選方式,步驟2所述的合金脫氧劑為feal60。本發(fā)明使用fea160作為合金脫氧劑,其比重大、質(zhì)密度好,易進入鋼液內(nèi)部收得率達90%以上,節(jié)約al的用量30%以上,降低了成本。本發(fā)明提供一種高鉻多元復(fù)合錘頭的制備方法,作為優(yōu)選方式,步驟4所述的澆注平臺使用的型砂材質(zhì)為co2水玻璃硬化砂。本發(fā)明通過使用牌號為fev55n11的氮化釩鐵作為變質(zhì)處理劑,代替v、n組分,提高了v、n的收得率,節(jié)約v,n的用量40%,同時性能更加穩(wěn)定,具有更高的細化晶粒和提升強度、韌性、延展性等功能,降低了成本。本發(fā)明進一步選用fea160作為合金脫氧劑,其比重大、質(zhì)密度好,易進入鋼液內(nèi)部收得率達90%以上,節(jié)約al的用量30%以上,降低了成本。本發(fā)明在高鉻多元復(fù)合錘頭制備過程中選用高頻振動平臺澆鑄,能夠顯著細化金屬、致密鑄件組織,消除鑄件組織和化學(xué)成份的不均勻性。消除顯微偏析,減少氣孔缺陷,減少鑄件中的縮松,提高致密度5%,提高了合金材料抗拉強度、延伸率、屈服強度、耐磨性等
一種高鉻多元復(fù)合錘頭,各化學(xué)成分按重量百分比為:c1.0%、cr15.0%、v0.1%、si0.4%、ti0.2%、ni0.2%、n0.1%、mo0.5%、re0.02%、er0.02%、s≤0.06%、p≤0.06%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。
實施例2
一種高鉻多元復(fù)合錘頭,各化學(xué)成分按重量百分比為:c1.0%、cr19%、v0.15%、si0.5%、ti0.2%、ni0.2%、n0.1%、mo0.5%、re0.02%、er0.02%、s≤0.06%、p≤0.06%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。
實施例3
一種高鉻多元復(fù)合錘頭,各化學(xué)成分按重量百分比為:c2.0%、cr30.0%、v0.2%、si0.6%、ti0.3%、ni0.3%、n0.2%、mo1.0%、re0.03%、er0.03%、s≤0.06%、p≤0.06%,其余為fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。
實施例1~3高頻振動澆注高鉻多元復(fù)合錘頭的制備方法如下:
步驟1:用中頻感應(yīng)電爐按主要化學(xué)成分重量百分比在熔煉爐內(nèi)加入除硼鐵、氮化釩鐵、鈦鐵、鎳鐵和re以外的所有爐料升溫,當(dāng)鐵水溫度達到1580℃時,取樣進行化學(xué)分析,控制各化學(xué)成分的重量百分比;
步驟2:各化學(xué)成分到達預(yù)期的百分比后繼續(xù)升溫至1600℃,在熔煉爐內(nèi)撒入除渣劑,扒凈爐內(nèi)渣后,加入預(yù)先配好重量并烤過的硼鐵、鈦鐵、鎳鐵熔煉3~5分鐘,加入氮化釩鐵0.2~0.25%完成爐內(nèi)一次變質(zhì),然后加入合金脫氧劑0.2~0.3%進行脫氧出爐;步驟3:將re0.2~0.3%和氮化釩鐵0.05~0.1%破碎至粒度6~10mm小塊,經(jīng)200℃烘干后,同時一次置于渣包底部,接入鐵水進行二次變質(zhì)處理;
步驟4:將經(jīng)過二次變質(zhì)處理后的鐵水用除渣劑扒凈包內(nèi)的渣子,降溫至1460~1480℃,用高頻振動平臺澆注,高頻振動平臺振動頻率為150~200hz,振幅0.5~1mm,待澆口鋼水成暗紅色時開箱,得到待鑄件;
步驟5:將待鑄件升溫至650℃保溫2h,再升溫至950℃保溫3h,之后用液-氣霧化介質(zhì)冷卻至400℃,再在空氣冷卻至室溫,即得到成品高鉻多元復(fù)合錘頭。
實施例1~3制得的高鉻多元復(fù)合錘頭的表面硬度為hrc62~66,其金相組織如圖1所示,由碳化物和珠光體形成的海海結(jié)構(gòu)。珠光體是由奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變同時析出的,鐵素體與滲碳體片層相間的組織,珠光體的性能介于鐵素體和滲碳體之間,強韌性較好,強度較高,硬度適中,塑性和韌性較好。將珠光體與碳化物形成海海結(jié)構(gòu),能夠有效的提高錘頭的硬度與韌性。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高鉻多元復(fù)合錘頭及其制備方法,各化學(xué)成分按重量百分比為:C 1.0~2.0%、Cr 15.0~30.0%、V 0.1~0.2%、Si 0.4~0.6%、Ti 0.2~0.3%、Ni 0.2~0.3%、N 0.1~0.2%、Mo 0.5~1.0%、Re 0.02~0.03%、Er 0.02~0.03%、S≤0.06%、P≤0.06%,其余為Fe和不可避免的雜質(zhì);晶相組織為碳化物+珠光體。本發(fā)明制得的高鉻多元復(fù)合錘頭,能夠有效的提高錘頭的強度和使用壽命,同時減少生產(chǎn)過程的能耗