[发明专利]用于冲击式破碎机的复合冲击器

说明书

发明主题

本发明涉及用于冲击式破碎机的复合冲击器，冲击式破碎机属于粉碎岩石和硬质材料的破碎装置，例如带锤的破碎机、棒式破碎机、带竖直轴的破碎机等。这些机器广泛用于在提取工业(矿山、采石场、水泥厂等)以及回收工业中旨在用于急剧降低岩石尺寸的生产线的第一和第二步骤中。

定义

应将术语“用于冲击式破碎机的冲击器”进行宽泛地解释，即，在使岩石或材料经受旨在令其碎裂的极剧烈冲击的方法过程中具有直接接触待碾磨的这些岩石或材料的功能的复合磨损部件。因而，这些磨损部件必须具有很强的耐冲击性且通常被称为锤、棒或冲击器。因此，术语“冲击器”涵盖了锤和棒，而且还涵盖了经受投射于其上的材料的冲击的固定挡板。

现有技术

已知极少几种用于“在总体上”深入地改变铸造合金的硬度与耐冲击性的方法。已知方法通常涉及在小的深度(几毫米)处的表面改性。对于铸造厂中制造的部件，这些增强元件必须深入地存在以抵抗在机械应力磨损和冲击方面显著和同时的局部应力，还因为整体上这是在其使用寿命过程中消耗的重要体积(或重量)比例。

文献LU 64303(Joiret)描述了一种制造锤的方法，它采用了两种不同的材料，用于制成头部、经受磨损的一种较硬的材料，保证抗破坏性的另一种较有弹性的材料。

文献EP 0 476 496(Guerard)提出机械地插入由延展性钢制成的锤体中的硬质嵌入物的用途。

专利文献EP 1 651 389(Mayer)也提出了一种锤的制造技术，其采用了两种不同的材料，一种材料以预制嵌入物的形式设置在另一种材料中承受最大受应力处。

文献US 2008/041993(Hall)提出由非常硬的材料制成、固定于锤的工作表面的嵌入物用途。

文献US 6,066,407(Getz)公开了一种用碳化物增强的复合冲击器。但是其没有公开具有被渗透合金类包围的碳化钛颗粒球体的增强结构，也没有公开任何在增强部分的分级的微观几何形状。

所有这些用于冲击式破碎方法的增强部件技术的共同点显然在于它们在制造和使用中在所用的两种材料之间保证完美和耐久结合的难度。

发明目的

本发明公开了一种用于冲击式破碎机的复合冲击器，其具有改善的耐磨损性同时保持良好的耐冲击性。该性质通过针对该用途专门设计的复合增强结构获得，即在毫米级下使密布微细的微米级球状金属碳化物颗粒的区域与该冲击器的金属基质中几乎不含这些颗粒的区域交替的材料。

本发明还提出了获得所述增强结构的方法。

发明概述

本发明公开了用于冲击式破碎机的复合冲击器，所述冲击器包含按照规定的几何形状用碳化钛至少部分地增强的铁基合金，其中所述增强部分包含富集碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域的交替性宏观-微观结构，所述区域被基本不含碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域所分隔，富集碳化钛的微米级球状颗粒的所述区域形成其中所述球状颗粒之间的微米级间隙也被所述铁基合金填充的微观结构。

根据本发明的特定实施方案，该复合冲击器包含下列特征的至少一种或一种合适的组合：

—所述富集的毫米级区域具有大于36.9体积％的碳化钛浓度；

—所述增强部分具有16.6至50.5体积％的球形碳化钛含量；

—碳化钛的微米级球状颗粒具有小于50微米的尺寸；

—碳化钛的微米级球状颗粒的主要部分具有小于20微米的尺寸；

—所述富集碳化钛的球状颗粒的区域包含36.9至72.2体积％的碳化钛；

—所述富集碳化钛的毫米级区域具有1至12毫米不等的尺寸；

—所述富集碳化钛的毫米级区域具有1至6毫米不等的尺寸；

—所述富集碳化钛的区域具有1.4至4毫米不等的尺寸。

本发明还公开了制造权利要求1至9中任一项所述的复合冲击器的方法，包括下列步骤：

—提供模具，其包含具有预定增强几何形状的冲击器的模腔；

—以碳化钛的毫米级粒料前体形式将包含碳和钛的压实粉末混合物引入到要形成增强部分(5)的冲击器的模腔部分中；

—将铁基合金浇铸到模具中，所述浇铸的热在所述前体粒料中引发碳化钛的放热自蔓延高温合成(SHS)；

—在复合冲击器的增强部分中，在所述前体粒料的位置处形成富集碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域的交替性宏观-微观结构，所述区域被基本不含碳化钛的微米级球状颗粒的毫米级区域彼此分隔，所述球状颗粒还在所述富集碳化钛的毫米级区域中通过微米级间隙分隔；

—在形成微观的碳化钛的球状颗粒之后，通过所述高温铸造铁基合金渗透毫米级和微米级间隙。