[发明专利]低成本高韧性异质合金耐磨锤头及其制造方法

说明书

本发明涉及一种低成本高韧性异质合金耐磨锤头及其制造方法，锤头端部化学成分：C 1.50％～1.70％、Si 0.30％～0.45％、Mn 0.30％～0.45％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr 10.0％～12.0％、Mo 0.40％～0.60％、V 0.15％～0.30％、RE 0.01％～0.03％；锤头柄部化学成分：C 0.26％～0.32％、Si 0.30％～0.40％、Mn 0.80％～1.00％、P≤0.020％、S≤0.010％、Cr：1.80％～2.30％、Ni 0.60％～0.80％、Mo 0.40％～0.50％。本发明锤头与高铬铸铁锤头相比，寿命提高1～3倍期。

技术领域

本发明涉及一种低成本高韧性异质合金耐磨锤头及其制造方法，属于金属材料技术领域。

背景技术

锤式破碎机由于结构简单，破碎比较大，耗能低，适合破碎各种物料，因而被矿山、冶金、电力、建材、化工等行业用来破碎花岗岩、玄武岩、石灰岩、河卵石、水泥熟料、石英石、铁矿石、铝矾土等多种矿物。而锤头是破碎机的主要磨损部件，锤头在工作时受力复杂，承受冲击、挤压、剪切及接触疲劳的反复作用，因此要求制备锤头的材料不仅具备足够的抗冲击能力，以防止发生断裂，而且还需要具有优良的耐磨性。

目前国内使用的锤头大致分为两种：第一种为重量50kg以下的小锤头，材质通常为高锰钢，经过水韧处理后为奥氏体组织，具有很高的韧性，属于低硬度高韧性材质，但在低冲击工况条件下，加工硬化效果差，使用寿命短，通常用来破碎硬度较低的物料。第二种为重量大于50kg大锤头，材质通常为单一高铬铸铁或双金属复合材质，用来破碎硬度较高的物料。

中国专利CN 105195265、CN 106834894、CN 103357470均公开了一种双金属复合锤头的制造方法，锤头的端部是高铬铸铁，锤头的柄部是中碳低合金钢，这些产品虽然解决了锤柄韧性不足的缺点，但锤头的端部仍然采用高铬铸铁材料，高铬铸铁虽具有较高的耐磨性，但脆性很大(冲击韧性通常小于10J/cm²)，极易断裂，韧性不足仍然是这些产品的致命缺点。另外，高铬铸铁中含有较高的合金元素Cr(通常含量大于15％)，生产成本较高，市场竞争力较弱。因此研制和选择经济合理的新型锤头材料已经成为该种设备的优势关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低成本高韧性异质合金耐磨锤头及其制造方法，通过合理的化学成分和工艺设计，在保证锤头硬度、耐磨性的基础上，降低生产成本，提高市场竞争力。

本发明解决其的技术问题采用的技术方案是：

一种低成本高韧性异质合金耐磨锤头，由锤头的端部和锤头的柄部组成，锤头的端部化学成分重量百分比为：C：1.50％～1.70％，Si：0.30％～0.45％，Mn：0.30％～0.45％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr：10.0％～12.0％，Mo：0.40％～0.60％，V：0.15％～0.30％，RE：0.01％～0.03％，其余为铁元素及不可避免的杂质；锤头的柄部化学成分重量百分比为C：0.26％～0.32％，Si：0.30％～0.40％，Mn：0.80％～1.00％，P≤0.020％，S≤0.010％，Cr：1.80％～2.30％，Ni:0.60％～0.80％，Mo：0.40％～0.50％，其余为铁元素及不可避免的杂质。

锤头的端部采用上述主要化学成分设计的理由如下：

C：C是保证钢强度、硬度最为有效的元素，C含量偏低，强度、硬度满足不了要求，而C含量过高，则会引起韧性、塑性降低，铸铁材料由于C含量较高，因此脆性较大。另外，经淬火回火后的共析钢，随C含量增加，钢的耐磨性增加，因此，本发明要求钢中的C含量控制在1.50％～1.70％。