[发明专利]涂层锤片与制造方法及其所用工装

说明书

本发明涉及一种头部熔结有表面硬质材料的粉碎机锤片及其制造方法。

锤片因与被粉碎物质间存在着周而复始的冲击磨损和颗粒摩擦磨损，使用极易磨损。国内外对提高锤片的耐磨性，延长单片使用寿命，一般采取的方法有：选用耐磨的硬质合金钢整体铸造;热处理（如元素渗透化学热处理）调质;局部施加表面硬化耐磨层。

锤片的磨损主要是在锤片头部工作面，尤其是头部两棱角。合金钢整体铸造及热处理调质，是从整体上提高锤片耐磨性，技术经济效益较局部施加表面硬化耐磨层为低。常用的局部施加耐磨层方法为在锤片头部工作面上用堆焊或浇铸方法熔结施加一定厚度的耐磨层。

美国专利US3045934叙述了一种在头部熔铸（结）碳化钨合金的改良锤片。以提高锤片工作头部的耐磨性。它是将锤片基体头部处理成锯齿形，用火焰将其加热到临界熔融状态，然后将用火焰加热熔化的含60%碳化钨的合金材料（如含碳化钨的钢管）浇铸填充到所述锯齿形空间。锤片头部处理成锯齿形，其目的是提高硬质材料与基体的结合面积，防止其脱落。这种改良锤片，加工复杂，需处理成锯齿形，不利于使用磨损锤片的修复，浪费材料，硬质材料用量也多，不经济。用熔铸方法熔结，工艺控制困难，如锤体表面加热不够，熔结达不到冶金结合，硬质材料与基体结合牢度差;基体表面加热熔融，则大量的元素铁易从基体向熔结层扩散，形成较宽的互熔区，导致熔结层被“稀释”，降低了熔结层合金原有的耐磨特性;而且硬质材料碳化钨合金颗粒在熔化了的填充金属中分布不易均匀，易造成硬化层组织与硬度的不均匀性。另外在熔铸过程中易出现气孔、夹杂等缺陷，因此质量不易控制。这些缺陷在实际生产、操作过程中较难得到控制和消除，直接影响了熔结的技术经济效益。

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种制作方便，质量易于控制，合金粉用量少，结合牢度强，技术经济效益好的复合涂层锤片。

本发明的另一目的在于提供一种制造上述涂层锤片的方法，以及适合于方便批量生产，有利于稳定提高产品质量，保证涂层重量均匀一致的制造该涂层锤片的专用熔烧匣钵。

本发明涂层锤片，其特征在于所述熔结层为25%-45%的碳化钨粉，其余为自熔合金粉组成的复合型合金涂层。合金涂层的熔结是将工件（锤片基体）及所施加涂敷的合金粉平放于能包容且与工体基本吻合的烧结匣钵中，然后平置于熔烧炉内，在保护气氛或负压下升温至涂层合金出现液相，随炉冷却，烧结匣钵为采用耐高温而又不能被熔融合金所浸润的热稳定性好的高温陶瓷或能产生致密稳定氧化保护膜的含钛、或铝、或铬的合金制作。

下面结合附图详细说明本发明涂层构成及制造方法和所用工装。在锤片1的两工作头部，用表面冶金熔烧涂层方法，熔结复合一层表面硬化耐磨合金涂层2，该硬化耐磨合金涂层为具有高硬度耐磨的碳化钨（WC）粉末与韧性和硬度都较好的自熔合金粉复配而成，使涂层既具有高的耐磨性，又具有与基体强的（冶金）结合牢度。其中碳化钨合金粉占复合金粉（重量）的25%-45%，其余为自熔合金粉母体，它可以是镍（Ni）基、钴（Co）基、铁（Fe）基或其结合，硬质物碳化钨微粒均匀弥散于母体中，被母体微粒粉末所包覆，构成多相均混的包覆型硬质涂层材料，其粒度可为140-320目。自熔母体合金粉与基体扩散互熔形成牢固的冶金结合，使硬质点均匀固定涂覆在锤体头部，使得涂层整体结合牢度与硬度都得到有效提高。复合合金粉中硬质物碳化钨尤以（重量）35%-40%为优。表1为几种常用涂层合金粉母体配方及化学组成，表2为常用基本复合耐磨合金涂层配方。（表1、表2见后）

在延长单片使用寿命，满足实际使用效果，减少涂层用量，提高经济效益，锤片基体工作头部，可处理成钝圆形或近似钝圆形（如将矩形锤片头部两棱角切去），这样既能有效增加最易磨损处的耐磨层厚度，延长使用寿命，又可节约合金粉用量，降低生产成本，加工（复合）后锤片外形美观。

如上所述的涂层锤片的制造方法，将钢板处理（锻压或剪切）成型或将磨损后的旧锤片，经如清洗去污、去除氧化层等局部处理，平卧置于专用烧结匣钵中，将一定量的复合耐磨合金粉涂敷（填充）于锤片两工作头部（待涂面），平放于熔烧涂层炉内，在保护气氛或负压下进行熔结，锤片头部涂敷的合金粉受热熔融;浸润基体并与基体扩散互熔，随炉冷却后，即可得到既保持原有涂层合金性能，又与基体之间形成牢固的冶金结合的涂层锤片。

涂敷的合金粉可以是干粉，也可以是由粘合剂（如35%的松香与65%的松节油）调合成的糊状湿粉，其中尤以湿粉为优，以避免涂敷量的不均匀性，湿粉涂敷，也可以是先将湿粉涂于锤片两工作头部，干燥修型后，置于专用烧结匣钵中放入熔烧炉中熔结。