[发明专利]高铬多元复合锤头及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及破碎机锤头领域，具体涉及一种高铬多元复合锤头及其制备方法。

背景技术

破碎机锤头，又叫锤式破碎机锤头，是锤式破碎机核心零部件之一，排列在破碎机转子的锤轴上，锤头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。破碎机锤头根据制造工艺可以分为两种：铸造和锻造，但是他们的耐磨程度是不一样的。由于破碎物料，头部需要良好的耐磨性而柄部又需要足够韧性，通常用合金钢、高锰钢、铸钢加高铬铸铁双金属复合等材料用锻造或铸造方法一次成型，配上相应的热处理工艺就比较经济一点，破碎机锤头根据材质可以分为种：高锰钢锤头、双金属锤头、复合锤头、大金牙锤头、中铬合金锤头，硬质合金锤头等。

目前市场上的锤头在使用过程中存在易开裂，使用寿命短耗能大等问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中锤头在使用过程中存在易开裂，使用寿命短耗能大等问题，提供一种高铬多元复合锤头及其制备方法，能够有效的提高锤头的强度和使用寿命，同时减少生产过程的能耗。

本发明提供一种高铬多元复合锤头，其特征在于：各化学成分按重量百分比为：C 1.0～2.0％、Cr 15.0～30.0％、V 0.1～0.2％、Si 0.4～0.6％、Ti0.2～0.3％、Ni 0.2～0.3％、N 0.1～0.2％、Mo 0.5～1.0％、Re 0.02～0.03％、Er0.02～0.03％、S≤0.06％、P≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。

C：碳在铸铁中是影响硬度、耐磨性能和硬度的关键因素。随着含碳量的增加，铸铁组织中碳化物数量增加，铸铁硬度提高，韧性降低，尤其碳化物呈网状分布时，冲击韧性降低更为严重。降低碳含量也同时使铁水的流动性变差，又容易使磨球内部产生缩孔和缩松，使磨球出现铸造缺陷而已破碎。因此，含碳量多高多低都不易，选取1.8～2.5％。

Cr：铬是碳化物形成元素，反石墨化效果十分明显，含铬碳化物稳定性好，可保证经过热处理的磨球仍有较高的硬度和耐磨性，但铬含量过高会增加熔炼难度，同时增加成本，并且磨球在使用过程中易破碎，选取1.5～2.5％。

Mo：具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小、良好的导电和导热等特性。钼的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量钼加到钢之中，可增加钢的硬度。

Mn：锰是碳化物形成元素，能够减少杂质硫的有害作用，溶于铁素体重可以提高强度和硬度，选取0.8～1.2％。

Si：硅是促进石墨化的元素，能够影响碳化物的稳定性，在铸铁中加入适量的硅，有固溶强化作用，还可以改善铁水的流动性；但硅含量过高时，会是碳化物随着热处理而转变成石墨，从而降低磨球的硬度和耐磨性，选取0.4～0.6％。

Ti：钛的主要作用是强化基体细化组织，对提高合金的抗磨性和韧性起积极作用，同时具有良好的脱氧作用，对改善铸态碳化物形态有着重要的有益作用，选取0.2～0.3％。

Ni：镍不形成任何形式的碳化物，无限固溶于奥氏体中，扩大奥氏体相区，降低临界转变速度，是稳定奥氏体的主要合金元素，可以抑制珠光体的形成，选取0.2～0.3％。

Re：稀土元素作为变质剂对铁水进行变质处理，可以细化晶粒，减少碳化物在晶置上的分布，使之由连续网状分布变为孤立的条状分布，从而使冲击韧性提高，降低铸铁磨球在使用过程中的破碎率，选取0.02～0.03％。

珠光体是由奥氏体发生共析转变同时析出的，铁素体与渗碳体片层相间的组织，珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间，强韧性较好，强度较高，硬度适中，塑性和韧性较好。将珠光体与碳化物形成海海结构，能够有效的提高耐磨球的硬度与韧性。

本发明提供一种高铬多元复合锤头，作为优选方式，各化学成分按重量百分比为：C 1.0％、Cr 15.0％、V 0.1％、Si 0.4％、Ti 0.2％、Ni 0.2％、N0.1％、Mo 0.5％、Re 0.02％、Er 0.02％、S≤0.06％、P≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。

本发明提供一种高铬多元复合锤头，作为优选方式，各化学成分按重量百分比为：C 1.0％、Cr 19％、V 0.15％、Si 0.5％、Ti 0.2％、Ni 0.2％、N0.1％、Mo 0.5％、Re 0.02％、Er 0.02％、S≤0.06％、P≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。