[发明专利]一种高硬度球墨铸铁锤头的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锤式破碎机技术领域，尤其涉及一种高硬度球墨铸铁锤头的制备方法。

背景技术

锤式破碎机在砖厂及煤矸石加工厂广为使用，锤头在高速转动中经受物料的冲击与磨损，是其主要的磨损件。现在砖厂较常使用的锤头有高锰钢锤头、高铬铸铁锤头和双金属复合锤头。但各种材质锤头都存在一定的局限性，具体表现为：高锰钢锤头不耐磨，高铬铸铁锤头易碎，双金属锤头价格高、性价比低。

因此，现开发一种适合于在砖厂及煤矸石加工厂使用的既不破碎又耐磨的锤头是当前急需解决的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高硬度球墨铸铁锤头的制备方法，所得铸铁锤头具有较高的初始硬度及适当的冲击韧性，硬度可达HRC55，冲击功可达39.3J，可弥补高锰钢及高铬铸铁锤头的缺点与不足，符合实际生产需求。

本发明提出的一种高硬度球墨铸铁锤头的制备方法，包括如下步骤：

S1、熔炼：将原料置于熔炼炉中升温至熔融状态，调质，出炉得到合金液，合金液的组分按重量百分比包括：碳：3.42～3.45％，硅：2.20～2.40％，锰：0.20～0.30％，铬：0.42～0.44％，钼：0.21～0.24％，铜：0.43～0.50％，镍：0.38～0.40％，磷：≤0.05％，硫：≤0.03％，其余为铁；

S2、浇注：将合金液进行浇注得到锤头坯体，浇注温度≥1350℃；

S3、热处理：将锤头坯体升温进行奥氏体化，然后保温，等温淬火得到高硬度球墨铸铁锤头；其中奥氏体化温度T_A为900～950℃，奥氏体化时间t_A为1.2～2.5h，等温淬火温度T_D为230～290℃，等温淬火的保温时间t_D为3～5h；其中，T_A、T_D、t_A和t_D符合以下关系：T_D×(T_A-730)＝K₁，T_A×t_A＝K₂×T_D×t_D；K₁的值为4.5～5.5×10⁴，K₂的值为2～3。

优选地，S1中，出炉温度为1450～1480℃。

优选地，S1的合金液中，碳元素和硅元素的重量比为3.43～3.44：2.25～2.35。

优选地，S1的合金液中，铬元素和钼元素的重量比为0.428～0.430：0.22～0.23。

优选地，S1的合金液中，铜元素、镍元素、锰元素的重量比为0.45～0.47：0.385～0.39：0.22～0.26。

优选地，S1中，合金液的组分按重量百分比包括：碳：3.43～3.44％，硅：2.25～2.35％，锰：0.22～0.26％，铬：0.428～0.430％，钼：0.22～0.23％，铜：0.45～0.47％，镍：0.385～0.39％，磷：≤0.05％，硫：≤0.03％，其余为铁。

本发明中各元素作用如下：

碳：作为形成石墨球的主要元素，可以有效的控制石墨个数及石墨大小，同时，适当的碳当量可以使铁液易于流动，增加铁液的充型能力，减少缩松缩孔，提高铸件的致密性，但是碳含量过高，容易产生石墨漂浮，影响铸铁的性能。

硅：作为强烈促进石墨化的元素，又能起到孕育的效果。较高的含硅量对铸件的浇注及自补缩都有很大的好处。硅含量高些，对形成球状石墨有利，但硅含量超过3.0％时，冲击韧性会急剧降低。

锰：可以扩大奥氏体区，增强了奥氏体的稳定性；固溶在基体和碳化物中，可以强化基体，提高硬度，提高基体的淬透性。但是，较高的含锰量会引起晶粒粗大，且极易富集到共晶团的边界形成珠光体或碳化物。严重时碳化物形成网状，极大地影响了材料的韧性。由于锤头要求具有较高的韧性，所以应控制锰含量。

铬：可提高淬透性，同时是碳化物形成元素，在球墨铸铁中，它能与碳生成M₃C型碳化物可以作为有效的硬质点弥散分布在基体上，提高材料的硬度及耐磨度。经试验发现证实：含Cr0.5％，碳化物约占15～20％，满足实际需求。