[发明专利]分段硬度低合金钢锤头及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于热处理领域，具体涉及一种分段硬度低合金钢锤头及其热处理方法。

背景技术

本发明锤头是锤式破碎机的关键零部件，包括工作端和安装端，安装端设置有轴孔；锤头排列在破碎机转子的锤轴上，在破碎机高速运转时直接打击物料，最终破碎成合适的物料粒度。

目前国内及大多数欧美国家生产的合金钢锤头为整体硬度低合金钢锤头，锤头厚度通常为100～200mm，其主要化学成分为：C：0.26％～0.35％，Si：0.17％～0.37％,Mn：0.5％～0.75％，P<0.03％,S＜0.03％,Cr：0.55％～0.85％，Ni：1.5％～1.8％，Mo：0.2％～0.3％，稀土元素0.03％～0.06％，余量为铁和不可避免的杂质。

整体硬度低合金钢锤头（锤头厚度为100～200mm）的热处理方案为：

A、正火：冷装炉，锤头立放于炉底板上，以100～120℃/小时升温至950～980℃并保温4～8小时（保温时间随锤头厚度而定，锤头每增加25mm厚度保温时间增加1小时），保温结束后出炉空冷，使锤头空冷至室温；

B、淬火：冷装炉，锤头立放于淬火架上，以100～120℃/小时升温至930～950℃并保温4～8小时（保温时间随锤头厚度而定，锤头每增加25mm厚度保温时间增加1小时），保温结束后出炉，快速将锤头吊入水中，淬火时间在30秒以内。锤头在水中冷却至室温后吊出。

C、回火：一小时内将完成淬火的锤头进行冷装炉，立放于炉底板上，以100～120℃/小时升温至200～210℃并保温6～12小时（保温时间随锤头厚度而定，锤头每增加25mm厚度保温时间增加1小时，回火保温时间为淬火保温时间的1～1.5倍），保温结束后出炉空冷，使锤头空冷至室温。

上述方法得到的锤头为整体硬度低合金钢锤头，整体硬度在48≤HRC≤53，随着国内外汽车破碎机行业的持续发展，上述方法生产得到的整体硬度低合金钢锤头已经明显不能满足市场需求。上述锤头安装端硬度偏高导致锤头在使用过程中造成轴的严重磨损而损坏破碎机；而锤头的耐磨端则显得硬度较低，耐磨性不够好，不能适应市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种分段硬度的低合金钢锤头以及该锤头的热处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：分段硬度低合金钢锤头，包括安装端和工作端，锤头安装端硬度HRC 37～44、工作端硬度HRC 54～61。

本发明锤头的元素组成为C：0.44％～0.58％，Si：1.0％～1.5％,Mn：0.3％～0.8％，P＜0.015％,S＜0.015％,Cr：0.8％～1.2％，Ni：0.8％～1.2％，Mo：0.3％～0.6％，V：0.1％～0.15％，Al：0.01％～0.035％，Zr：0.02％～0.04％，稀土元素：0.1％～0.5％，余量为铁和不可避免的杂质。

其中，上述锤头安装端硬度HRC 39～42、工作端硬度HRC 56～59。

其中，上述锤头安装端－40℃冲击韧度13～18J/cm²、工作端－40℃冲击韧度5～10J/cm²；安装端屈服强度900～1050MPa、工作端屈服强度1700～1850MPa；安装端抗拉强度1100～1300MPa、工作端抗拉强度2000～2200MPa；安装端延伸率7～8.5％、工作端延伸率2.5～4.5％。

其中，上述锤头安装端－40℃冲击韧度14～17J/cm²、工作端－40℃冲击韧度6～9J/cm²；安装端屈服强度940～1025MPa、工作端屈服强度1755～1835MPa；安装端抗拉强度1115～1240MPa、工作端抗拉强度2005～2155MPa；安装端延伸率7.3～8％、工作端延伸率3～3.8％。

分段硬度低合金钢锤头的热处理方法，包括正火、淬火和回火工序，淬火工序中，将锤头置于热处理炉中加热至800～880℃后进行保温，保温后将锤头工作端淬入淬火介质中冷却；其中，锤头厚度为100～200mm时，保温时间4～8小时，锤头厚度每增加25mm保温时间增加1小时。

其中，上述方法淬火工序中，将锤头置于热处理炉中以70～100℃/小时的速度加热至810～850℃后进行保温。

其中，上述方法回火工序中采用低温回火，保温时间为45～75小时。