陳文超

（攀枝花鋼城集團有限公司 617000）

0 前言

錘擊式破碎機是利用高速運動的錘頭沖擊對物料進行破碎，其錘擊部位磨損較快，而錘頭的錘柄部分不易產(chǎn)生磨損；另外，由于錘柄與錘頭材質(zhì)均為合金耐磨鋼，雖然耐磨性能較好，但韌性較低，在高沖擊的力作用下容易發(fā)生斷裂。采用鑲嵌鑄造方法，將預(yù)制的沖擊韌性較高的錘柄和耐磨合金鋼錘頭，鑲嵌成為一體，成為一個完整的錘頭。在錘柄韌性得到提高，防止了錘柄在工作過程中發(fā)生斷裂的同時，使錘頭具有較好的耐磨性。

1 試驗原理及方法

1.1 錘頭材質(zhì)的選擇

目前，用于制造破碎機錘頭的耐磨材料主要有高錳鋼、低合金耐磨鋼和高鉻鑄鐵等。高錳鋼雖然具有良好的韌性，但在使用過程中由于受到的沖擊力有限， 錘頭沖擊硬化后的表面硬度通常只在 H B = 400 左右 (相 當于 洛氏硬度 HR C =40 ～42)[1]。 其耐磨性較差；低合金貝氏體或馬氏體耐磨鋼錘頭具有優(yōu)良的耐磨性能和成本低的優(yōu)點。 但是低合金耐磨鋼硬度通常過高脆性增大， 導(dǎo)致錘頭斷裂的危險性加大；高鉻鑄鐵目前被認為是生產(chǎn)錘式破碎機錘頭比較理想的耐磨材料，通過熱處理其硬度可達到 H R C = 58 以上，其基體為硬度較高的馬氏體，并且組織中含有大量的高硬度的碳化物MC，隨著錘頭硬度的提高，其耐磨性相應(yīng)提高，所以高鉻鑄鐵錘頭的使用壽命是高錳鋼錘頭和低合金鋼錘頭的 4 ～6 倍[2]。

表1 高鉻鑄鐵錘頭化學(xué)成分要求（%）

1.2 鑲嵌鑄造

為了滿足錘頭所需的高耐磨性能，所以錘頭的材質(zhì)采用了高鉻耐磨合金，該合金在形成馬氏體后硬度達HB600 以上。采用鑲嵌鑄造在澆注前將加工好具有良好韌性的錘柄預(yù)埋在錘頭模具中，再進行二次澆注，經(jīng)冷卻凝固后，使錘頭鑲嵌成為一個整體。為防止錘頭在工作過程中發(fā)生脫落事故，將鑲嵌的錘頭部位形狀設(shè)計成為了錐形（如圖1）。

1.3 熱處理工藝

高鉻鑄鐵一般采用淬火處理工藝，奧氏體化溫度對高鉻鑄鐵淬火硬度影響較大，高鉻鑄鐵的淬火硬度隨奧氏體化溫度的變化特性曲線。隨奧氏體化溫度的升高，高鉻鑄鐵的淬火硬度逐漸升高，在950～1100℃達到峰值，之后，繼續(xù)升高奧氏體化溫度淬火硬度非但不增加，反而逐漸下降。高鉻鑄鐵的最佳奧氏體化溫度應(yīng)為950～1100℃[3]。

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 鋼液的冶煉

錘頭鋼液的冶煉在1t 中頻感應(yīng)爐中進行，廢鋼熔化完成后對鋼水進行了磷、硫的脫除處理，當鋼液成分達到要求后加入各種合金種原料。合金熔化完畢，化學(xué)成分達到要求后出鋼進行澆注。

表2 鋼液取樣化學(xué)成分（%）

2.2 錘頭的熱處理

在錘頭的熱處理試驗中課選取了12 個錘頭，分三組分別按950℃、1050℃、1100℃加熱保溫，再分別進行空冷及風(fēng)冷兩種方式處理。通試驗可以看出，三組風(fēng)冷的硬度均高于空冷的硬度，其中1050℃風(fēng)冷處理效果較好，熱處理過程沒有對鑲嵌體造成影響。

表3 錘頭在不同熱處理后檢測結(jié)果

錘頭950 ℃風(fēng)冷處理后，碳化物呈粗大的板條狀，1050℃風(fēng)冷處理后，初生碳化物形貌變化不大，共晶碳化物由于加熱過程部分溶解而明顯細化，板條變短、變細。1100℃風(fēng)冷處理后，初生碳化物因溶解而細化、均勻，共晶碳化物板條消失，呈細小的片狀和粒狀彌散分布于基體組織上。

3 工業(yè)應(yīng)用試驗結(jié)果

按試驗確定的化學(xué)成分和熱處理工藝生產(chǎn)了三爐錘頭，試制錘頭的化學(xué)成分和硬度檢測值都達到了要求。通過一組28 個錘頭在某廠進行了工業(yè)應(yīng)用試驗，錘頭使用周期為15 天，從換下的廢錘頭來看，錘頭磨損均勻，錘柄無斷裂，與普通鑄造錘頭相比，使用壽命提高30%。

4 結(jié)論

（1）錘頭采用耐磨的Cr20 材質(zhì)與預(yù)制的普通結(jié)構(gòu)鋼材錘柄。通過對鑲嵌鑄造方法，能夠在保證錘頭部分具有高耐磨性的同時，保證錘柄具有一定的韌性。有效解決了錘頭使用過程中的錘柄斷裂問題；

（2）鑲嵌錘頭在加熱至1050℃保溫后進行風(fēng)冷處理，其表面硬度較高，耐磨性能夠達到使用要求；