[发明专利]一种双金属复合锤头的制造方法及锤柄预制件

说明书

技术领域

本发明涉及一种锤式破碎机用双金属复合锤头的制备方法，适用于各种尺寸和形状的双金属复合锤头的制造。

背景技术

锤式破碎机是一种重要的破碎设备，在冶金、矿山、化工、电力、煤炭、建材等各个行业都有广泛的应用。锤头是锤式破碎机中的重要抗磨零件，目前普遍存在使用寿命短的问题。如何提高锤头的使用寿命是一个普遍关注的问题。

锤头的使用特点要求其头部高硬度高耐磨，要求其柄部具有较高的综合性能，确保不出现断裂。单一材质的锤头能保证抗磨性时，柄部的断裂危险却较大；确保柄部不断裂时，头部的抗磨性却较低。双金属复合锤头可以很好地满足这种高抗磨且高安全可靠性的要求。

现有技术中，双金属复合锤头的制备方法主要是铸造法和焊接法。焊接法制备的双金属复合锤头，因抗磨材料的焊接性能不好，连接部位难免出现焊接缺陷，使用中容易导致断裂，使用可靠性不高；在锤头头部耐磨部位堆焊耐磨材料的方式在一定程度上提高了锤头的使用寿命，但由于适合的耐磨材料焊条有限以及堆焊层容易脱落，推广应用受到了限制。

铸造方法生产双金属复合锤头是目前的主要工艺方法，并有多项专利。总体上有镶铸和双液复合两种。镶铸双金属复合锤头的方法是：首先用一种材料预制锤柄或锤头，然后将预先制造的锤柄或锤头(称为预制件)放入砂型内，重力下浇注另一种液体金属将预制件包覆，铸造成整个锤头。这种方法中，预制件与液体金属的接触面的结合强度较低，使用中容易出现脱落。为了防止脱落，预制件上设计了一些机械结合的凹凸结构，试图利用机械结合提高结合强度，但这种机械结合结构在使用中很容易失效，依然不能可靠地防止脱落现象的发生。

双液双金属复合铸造方法，首先向铸型中浇入一定厚度的第一种金属液，同时浇入熔融的高温保护剂，以防止结合部位的高温氧化，在一定时间间隔后再浇入第二种金属液，使两种金属在液态下实现复合，得到双金属复合锤头。这种方法容易造成两种金属液的混合，复合界面过宽，降低锤头的使用性能，推广应用难度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，解决镶铸双金属复合锤头容易脱落和双液双金属复合锤头制造中容易出现两种金属液混合降低使用性能的问题。

本发明根据液态模锻和压焊的原理，提供一种双金属复合锤头的制备方法及锤柄预制件。双金属复合锤头由头部和锤柄预制件组成。

本发明提供的一种双金属复合锤头的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将锤柄预制件表面涂上热处理保护涂料后，加热300～800℃；加热的目的在于防止浇注抗磨金属后开裂、提高复合界面的结合强度。涂热处理保护涂料的目的在于防止加热时锤柄预制件表面氧化，降低复合界面的结否强度。

步骤2，在双金属复合锤头金属模具腔表面涂上铸造涂料，并预热120～300℃；涂铸造涂料的目的在于控制抗磨合金液的冷却速度，并对金属模具进行有效保护，防止抗磨合金液与金属模具粘连或熔焊。预热金属模具的目的在于去除涂料中的水分和挥发物，防止出现气孔缺陷；其目的也在于防止浇入高温金属液时导致模具开裂。

步骤3，将锤柄预制件放入双金属复合锤头金属模具腔内，以高于抗磨合金的液相线温度15～80℃的温度向金属模具腔内浇注抗磨合金液；浇注温度过高，容易导致锤头头部金属内部组织粗大，降低抗磨性；浇注温度过低，不能将预制件表面的热处理保护涂料融化去除，降低界面结合强度。

步骤4，在浇注完毕10秒的时间内，对抗磨合金液施加50～150MPa的压强并保压，其中，抗磨合金液的体积单位是cm³，表面积单位是cm²；保压时间的单位是min；在保压过程中，抗磨合金液发生凝固形成锤头的头部，并在凝固收缩力和外加压力的共同作用下，抗磨合金与锤柄预制件接触的界面达到良好的冶金结合，实现了锤头头部和锤柄预制件的双金属复合，形成完整的双金属复合锤头。

步骤5，停止加压后，将双金属复合锤头从模具腔中取出，冷却至室温后，进行热处理，得到本发明的双金属复合锤头。

所述的抗磨合金液是指：低铬抗磨白口铸铁液、中铬抗磨白口铸铁液、铬铁矿涂料、高铬铸铁液、高锰钢液或其他耐磨合金钢液。

所述的铸造涂料包括：镁橄榄石涂料、石英粉涂料、锆英粉涂料、铬铁矿涂、氧化镁涂料或铝矾土涂料。

所述的热处理保护涂料包括：硼酸盐热处理保护涂料、硅酸盐热处理保护涂料和其他在800℃以下具有防氧化作用的保护涂料。