[发明专利]一种铝电解槽用打壳锤头及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝电解槽打壳锤头及其制备方法，打壳锤头包括锤头部和安装部,安装部包括一体成型的螺纹连接段、过渡锥段和锤头连接段，锤头部的一端与锤头连接段活动连接，另一端为半球形，锤头部包括锤头基体和依次设置在锤头基体外表面的渗碳层、渗硼层和防腐层，其制备方法包括①锤头部的制作，②安装部的制作，③将锤头部的外螺纹锤头旋入到锤头连接段的内螺纹锥孔内，旋紧后即可得到成品，其中锤头部的制作工序包括对锤头基体表面预热处理、渗碳处理、回火处理、渗硼处理、淬火处理、覆防腐层和精车。本发明设计合理、工艺方法切实可行，有效的提高了锤头的耐磨性能、耐高温性能和耐腐蚀性能，延长了使用寿命，成本低、效益好。

技术领域

本发明属于电解铝生产加工技术领域，具体涉及一种铝电解槽用打壳锤头的制备方法。

背景技术

在铝电解生产过程中，打壳锤头的作用是将预焙阳极铝电解槽的进料口打开，以便让氧化铝原料能够顺利进入电解质中溶解，从而保持铝电解生产过程持续和正常进行，故打壳锤头是铝电解生产下料系统的重要零部件之一。打壳锤头的工作环境恶劣，损耗速度快，锤头在工作过程中频繁地会受到高温冰晶石、氧化铝电解质熔盐和铝液的腐蚀，并且与高硬度的氧化铝结壳不断地摩擦，导致打锤头在短期内因严重磨损和腐蚀而报废。目前，打壳锤头一般都使用低硬度的Q235铸钢造或锻钢制备，其耐磨、耐蚀和抗氧化能力差，使用寿命非常低，这样的打壳锤头不但增加了金属铝的生产成本，而且还将杂质元素铁带入了铝液中，污染了铝液的同时、降低了铝锭的纯度和品质，为了提高打壳锤头的耐磨性能，相关的企业也进行了大量的研究和试验，在现有的技术中，主要有两种解决方式，一是采用多种合金元素组合后冶炼，再加工成打壳锤头，这种方式虽然在一定的程度上可以提高耐磨性能，但是需要购置成套的冶炼设备，对成分的改进也需要大量的资金投入，无形中就会增加生产成本；二是在传统的低碳钢的表面进行堆焊或者涂覆耐磨层，这种方式的成本相对较低，但是由于施工工艺的控制不合理，堆焊层或者耐磨层容易脱落，不能从根本上解决这一难题。因此，研制开发一种容易实施、既能降低生产成本，又能提高耐磨性能、耐腐蚀性能和耐高温性能的铝电解槽用打壳锤头的制备方法是客观需要的。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种容易实施、既能降低生产成本，又能提高耐磨性能、耐腐蚀性能和耐高温性能的铝电解槽用打壳锤头及其制备方法。

本发明所述的铝电解槽用打壳锤头，包括锤头部和安装部,锤头部的总长度是安装部总长度的3～3.5倍；安装部包括一体成型的螺纹连接段、过渡锥段和锤头连接段，螺纹连接段的端部加工有4×45°的倒角，锤头连接段的外径与锤头部的外径相同且大于螺纹连接段的外径，所述过渡锥段的锥角为45°，过渡锥段的长度是螺纹连接段长度的六分之一至八分之一，螺纹连接段的长度与锤头连接段的长度相等，所述锤头连接段端部的中心处加工有内螺纹锥孔；锤头部的一端加工有与内螺纹锥孔相匹配的外螺纹锤头，外螺纹锤头可拆卸的安装在内螺纹锥孔内，锤头部的另一端为半球形，锤头部包括锤头基体和依次设置在锤头基体外表面的渗碳层、渗硼层和防腐层。

进一步的，锤头部的表面粗糙度等级不低于Ra1.6，安装部的表面粗糙度等级不低于Ra3.2。

进一步的，渗硼层的厚度大于渗碳层的厚度，渗碳层的厚度等于防腐层的厚度，且渗硼层的厚度为渗碳层厚度的5～10倍。

本发明所述的铝电解槽用打壳锤头的制备方法，包括以下步骤：

①锤头部的制作：

a预热处理：将采用低碳钢制得的锤头基体表面进行清洁后，再转入热处理炉内进行预热处理，预热处理的方式是，先以5～10℃/min的升温速度将炉内温度升温至200～300℃，保温1～2h，接着以10～20℃/min的升温速度将炉内温度升温至500～600℃，保温30～60min后冷却至200℃以下出炉；