專利名稱：一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及破碎機(jī)錘頭及制作方法，具體涉及一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī) 錘頭及其制作方法。
背景技術(shù)：
錘式破碎機(jī)具有破碎比大、排料粒度均勻、過(guò)粉碎物少、能耗低等許多優(yōu)點(diǎn)。但由 于錘頭磨損較快，在硬物料破碎的應(yīng)用上受到了限制。當(dāng)前采用石英巖、石英砂巖和板巖等巖石來(lái)制成人工砂石料進(jìn)行混凝土配置是十 分普遍現(xiàn)象。而上述三種巖石中的Si02含量達(dá)到了 75 % 90 %，有的甚至超過(guò)90 %，其莫 氏硬度7級(jí)以上，抗壓強(qiáng)度為200 300Mpa。另外，由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的錘頭與高硬度的石英巖 反復(fù)碰撞，錘頭工作表面溫度高達(dá)500 600°C，因此，所用的抗磨材料必須在較高的溫度 下具有足夠的韌性和硬度。據(jù)了解，在石英類巖石的人工砂石料生產(chǎn)行業(yè)，采用小型錘式破碎機(jī)制砂相當(dāng)普 遍，原因一是投入少，不受規(guī)模的限制；二是錘頭更換方便，更換一套錘頭僅需一小時(shí)。而該 類型的小型錘式破碎機(jī)在轉(zhuǎn)子上安裝二排錘頭，每排6個(gè)，錘頭單重34N左右。該類錘頭市 場(chǎng)需求量非常大，目前該類錘頭的生產(chǎn)大多采用固液雙金屬包覆鑄造，即先制作碳鋼的錘 柄，在錘柄上用高鉻鑄鐵復(fù)合鑄造錘端后成整體錘頭。以此方法生產(chǎn)的復(fù)合錘頭其使用壽 命為6 12小時(shí)，每天更換錘頭1 2次。作為高鉻鑄鐵材質(zhì)的錘頭，使用壽命之短，可見 破碎石英類巖石工況是非常惡劣的，一般普通的錘頭很難達(dá)到其使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭及其制作方法， 通過(guò)該制作方法得到的錘頭具有較高的耐磨性和強(qiáng)韌性，大幅度提高了錘頭的使用壽命。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該錘頭包括錘柄和錘端，錘柄用鋼 板經(jīng)切割與切削加工制作，錘端采用合金高鉻鑄鐵經(jīng)金屬模復(fù)合鑄造在錘柄上成整體錘 頭，在復(fù)合鑄造過(guò)程中鑲鑄硬質(zhì)合金棒。其中，錘柄采用牌號(hào)為35厚度為35mm的型材鋼板。其中，錘端合金高鉻鑄鐵的化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為C 3.21%, Si 1.96%, S 0. 02%,P 0. 04%,Mn 0. 79%,Cr 22. 17%,MO 0. 41%, Cu 0. 55%,V 0. 06%,B 0. 07%, RE 0. 09%,Fe 70. 63%。其中，在錘端的工作面上鑲鑄YG20硬質(zhì)合金棒，該合金棒為外購(gòu)件，直徑為 2. 5mm，其化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為WC 80 %、粘結(jié)劑20 %，性能為密度/t. m_3 13. 4 13. 8、抗彎強(qiáng)度 /Mpa 2400 2480、硬度(HRA) 80 83. 5。該錘頭的制作方法包括以下具體工藝步驟
(1)錘柄的制作過(guò)程首先，將牌號(hào)為35厚度為35mm的型材鋼板經(jīng)數(shù)控切割機(jī)切割成 所需的形狀，切割時(shí)，錘柄被合金高鉻鑄鐵鐵液包覆的部分材料應(yīng)盡量少，即合金高鉻鑄鐵與錘頭柄部被包覆的部分體積比為8-10 :1，以達(dá)到包覆熔合處結(jié)合牢固；其次，在錘柄被 包覆的部分切割加工預(yù)留孔，以便澆注合金高鉻鑄鐵后形成銷釘結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高錘柄與 錘端的結(jié)合力；最后，用搖臂鉆鉆切錘柄設(shè)安裝孔；
(2)合金高鉻鑄鐵的生產(chǎn)過(guò)程將普通廢鋼、生鐵加入中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，鐵液熔清后 加入錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、硅鐵和銅板，完全熔化后升溫至1490°C扒渣，加入碎玻璃、瑩石另造 新渣，再次扒渣后升溫至1530°C插入占鐵液質(zhì)量0. 30%的鋁塊脫氧，采用包內(nèi)沖入法對(duì)脫 氧后的鐵液進(jìn)行變質(zhì)處理，即在澆注包的底部預(yù)先加入占鐵液質(zhì)量0. 25%的稀土、0. 20% 的釩鐵、0. 20%的硼鐵，其粒度小于6mm，并在上述材料上覆蓋鐵屑或鋼板，出鐵結(jié)束后，人 工攪拌，靜置2 3分鐘將合金高鉻鑄鐵鐵液澆入金屬模中形成整體錘頭，合金高鉻鑄鐵鐵 液澆注溫度為1500°C ；
(3)硬質(zhì)合金棒的制作處理過(guò)程首先，將外購(gòu)直徑為2.5mm的YG20硬質(zhì)合金棒切割 成長(zhǎng)度不同的小段；然后，手持小段硬質(zhì)合金棒用砂布砂光，用汽油清洗，涂上質(zhì)量百分濃 度30-50%的硫酸銅溶液使其表面生成保護(hù)層；接著，由兩塊1mm厚度的渡鋅鋼板制作支撐 架，在支撐架上鉆制錯(cuò)位排列有序安裝硬質(zhì)合金棒的小孔；最后，在支撐架的小孔中插入切 割成段并經(jīng)過(guò)處理的YG20硬質(zhì)合金棒；
(4)金屬模包覆鑄造復(fù)合鑲鑄過(guò)程首先，制作錘頭復(fù)合鑄造的金屬模模具，該模具的 材質(zhì)為牌號(hào)HT200的鑄鐵，經(jīng)砂型鑄造而成，在對(duì)鑄件進(jìn)行金加工后組裝成金屬模模具，其 模具由底板、型腔體、蓋板組成；其次，在澆注合金高鉻鑄鐵鐵液前，對(duì)金屬模型腔涂敷耐火 涂料；然后，清除預(yù)先制作完成的錘柄要被合金高鉻鑄鐵鐵液所包覆部位的表面雜物，并涂 敷一層抗氧化劑，將錘柄放入金屬模中準(zhǔn)備包覆鑄造復(fù)合；接著，在金屬模的型腔中放入裝 備了 YG20硬質(zhì)合金棒的支撐架，該支撐架的作用是為了保證在澆注合金高鉻鑄鐵鐵液時(shí)， YG20硬質(zhì)合金棒不會(huì)移動(dòng)位置，達(dá)到將硬質(zhì)合金棒分散鑲鑄在合金高鉻鑄鐵基體中，該支 撐架的高度與金屬模型腔高度平齊，澆注后其支撐架與硬質(zhì)合金棒一并留在錘端中；最后， 將合金高鉻鑄鐵鐵液澆入金屬模中形成整體錘頭，合金高鉻鑄鐵鐵液澆注溫度為1500°C ； 在進(jìn)行首件用金屬模澆注整體錘頭時(shí)，需要將整個(gè)金屬模具放入中頻感應(yīng)線圈內(nèi)，通過(guò)中 頻感應(yīng)對(duì)金屬模進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)溫度達(dá)到500°C左右開始澆注合金高鉻鑄鐵鐵液，因?yàn)榻饘倌?鑄造是連續(xù)作業(yè)，所以在第二次或以后各次澆注時(shí)，利用金屬模所儲(chǔ)存的熱量，不需要再感 應(yīng)加熱；
(5)熱處理過(guò)程澆注后，待錘頭鑄件冷卻到920°C 950°C時(shí)，將錘頭鑄件從金屬模中 取出，迅速移動(dòng)到有強(qiáng)制風(fēng)冷的位置，進(jìn)行淬火處理，室溫后清除澆、冒口，裝入箱式電阻爐 中加熱至220°C保溫2h出爐空冷。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明錘頭的錘端采用合金高鉻鑄鐵，使錘頭具有較 好的耐磨性，而錘頭的錘柄采用鋼號(hào)為35的型鋼制作，使其具有足夠的強(qiáng)韌性，克服了單 一材料制作錘頭的缺點(diǎn)；(2)本發(fā)明的錘頭工作面是在合金高鉻鑄鐵的基礎(chǔ)上，再鑲鑄 YG20硬質(zhì)合金棒，形成硬硬組合，能夠在更惡劣的工況下使用，使錘頭的使用壽命提高到 20小時(shí)以上；(3)本發(fā)明的錘頭采用金屬模鑄造，鑄件質(zhì)量可靠，生產(chǎn)效率高；(4)本發(fā)明的 錘頭鑲鑄的硬質(zhì)合金棒所需數(shù)量少，重量輕，成本低，工作過(guò)程中不易脫落，效果好；(5)本 發(fā)明的錘頭采用鑄件余熱淬火處理的方法，既減少鑄件脫碳，又節(jié)約了二次加熱所需的能 源。


圖1為本發(fā)明錘頭圖2中的B-B剖視圖 圖2為本發(fā)明錘頭圖1中的A-A剖視圖
圖中1為錘柄，2為錘端，3為硬質(zhì)合金棒，4為安裝孔，5為支撐架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，但不能理解為該實(shí)例是對(duì)技 術(shù)方案的限制。實(shí)施例生產(chǎn)單重為34N的錘頭采用以下具體步驟
(1)錘柄的制作過(guò)程首先，將牌號(hào)為35厚度為35mm的型材鋼板經(jīng)數(shù)控切割機(jī)切割成 所需的形狀，切割時(shí)，錘柄被合金高鉻鑄鐵鐵液包覆的部分材料應(yīng)盡量少，即合金高鉻鑄鐵 與錘頭柄部被包覆的部分體積比為8-10 :1，以達(dá)到包覆熔合處結(jié)合牢固；其次，在錘柄被 包覆的部分切割加工預(yù)留孔，以便澆注合金高鉻鑄鐵后形成銷釘結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高錘柄與 錘端的結(jié)合力；最后，用搖臂鉆鉆切錘柄設(shè)安裝孔；
(2)合金高鉻鑄鐵的生產(chǎn)過(guò)程將普通廢鋼、生鐵加入中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，鐵液熔清后 加入錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、硅鐵和銅板，完全熔化后升溫至1490°C扒渣，加入碎玻璃、瑩石另造 新渣，再次扒渣后升溫至1530°C插入占鐵液質(zhì)量0. 30%的鋁塊脫氧，采用包內(nèi)沖入法對(duì)脫 氧后的鐵液進(jìn)行變質(zhì)處理，即在澆注包的底部預(yù)先加入占鐵液質(zhì)量0. 25%的稀土、0. 20% 的釩鐵、0. 20%的硼鐵，其粒度小于6mm，并在上述材料上覆蓋鐵屑或鋼板，出鐵結(jié)束后，人 工攪拌，靜置2 3分鐘將合金高鉻鑄鐵鐵液澆入金屬模中形成整體錘頭，合金高鉻鑄鐵鐵 液澆注溫度為1500°C ；
(3)硬質(zhì)合金棒的制作處理過(guò)程首先，將外購(gòu)直徑為2.5mm的YG20硬質(zhì)合金棒切割 成長(zhǎng)度不同的小段；然后，手持小段硬質(zhì)合金棒用砂布砂光，用汽油清洗，涂上質(zhì)量百分濃 度30-50%的硫酸銅溶液使其表面生成保護(hù)層；接著，由兩塊1mm厚度的渡鋅鋼板制作支撐 架，在支撐架上鉆制錯(cuò)位排列有序安裝硬質(zhì)合金棒的小孔；最后，在支撐架的小孔中插入切 割成段并經(jīng)過(guò)處理的YG20硬質(zhì)合金棒；
(4)金屬模包覆鑄造復(fù)合鑲鑄過(guò)程首先，制作錘頭復(fù)合鑄造的金屬模模具，該模具的 材質(zhì)為牌號(hào)HT200的鑄鐵，經(jīng)砂型鑄造而成，在對(duì)鑄件進(jìn)行金加工后組裝成金屬模模具，其 模具由底板、型腔體、蓋板組成；其次，在澆注合金高鉻鑄鐵鐵液前，對(duì)金屬模型腔涂敷耐火 涂料；然后，清除預(yù)先制作完成的錘柄要被合金高鉻鑄鐵鐵液所包覆部位的表面雜物，并涂 敷一層抗氧化劑，將錘柄放入金屬模中準(zhǔn)備包覆鑄造復(fù)合；接著，在金屬模的型腔中放入裝 備了 YG20硬質(zhì)合金棒的支撐架，該支撐架的作用是為了保證在澆注合金高鉻鑄鐵鐵液時(shí)， YG20硬質(zhì)合金棒不會(huì)移動(dòng)位置，達(dá)到將硬質(zhì)合金棒分散鑲鑄在合金高鉻鑄鐵基體中，該支 撐架的高度與金屬模型腔高度平齊，澆注后其支撐架與硬質(zhì)合金棒一并留在錘端中；最后， 將合金高鉻鑄鐵鐵液澆入金屬模中形成整體錘頭，合金高鉻鑄鐵鐵液澆注溫度為1500°C ； 在進(jìn)行首件用金屬模澆注整體錘頭時(shí)，需要將整個(gè)金屬模具放入中頻感應(yīng)線圈內(nèi)，通過(guò)中 頻感應(yīng)對(duì)金屬模進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)溫度達(dá)到500°C左右開始澆注合金高鉻鑄鐵鐵液，因?yàn)榻饘倌?鑄造是連續(xù)作業(yè)，所以在第二次或以后各次澆注時(shí)，利用金屬模所儲(chǔ)存的熱量，不需要再感應(yīng)加熱；
(5)熱處理過(guò)程澆注后，待錘頭鑄件冷卻到920°C 950°C時(shí)，將錘頭鑄件從金屬模中 取出，迅速移動(dòng)到有強(qiáng)制風(fēng)冷的位置，進(jìn)行淬火處理，室溫后清除澆、冒口，裝入箱式電阻爐 中加熱至220°C保溫2h出爐空冷。
權(quán)利要求
1.一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭，其特征在于該錘頭包括錘柄和錘端，錘 柄用鋼板經(jīng)切割與切削加工制作，錘端采用合金高鉻鑄鐵經(jīng)金屬模復(fù)合鑄造在錘柄上成整 體錘頭，在復(fù)合鑄造過(guò)程中鑲鑄硬質(zhì)合金棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭，其特征在于其中， 錘柄采用牌號(hào)為35厚度為35mm的型材鋼板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭，其特征在于其中， 錘端合金高鉻鑄鐵的化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為C 3.21%,Si 1.96%, S 0. 02%, P 0. 04%, Mn 0. 79%, Cr 22. 17%, MO 0. 41%, Cu 0. 55%, V 0. 06%, B 0. 07%, RE 0. 09%, Fe 70. 63%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭，其特征在于其中， 在錘端的工作面上鑲鑄YG20硬質(zhì)合金棒，該合金棒為外購(gòu)件，直徑為2. 5mm,其化學(xué)成分 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為WC 80%、粘結(jié)劑20%，性能為密度/t.m_3 13. 4 13. 8、抗彎強(qiáng)度/Mpa 2400 2480、硬度(HRA) 80 83. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭的制作方法，其特征 在于該錘頭的制作方法包括以下具體工藝步驟(1)錘柄的制作過(guò)程首先，將牌號(hào)為35厚度為35mm的型材鋼板經(jīng)數(shù)控切割機(jī)切割成 所需的形狀，切割時(shí)，錘柄被合金高鉻鑄鐵鐵液包覆的部分材料應(yīng)盡量少，即合金高鉻鑄鐵 與錘頭柄部被包覆的部分體積比為8-10 :1，以達(dá)到包覆熔合處結(jié)合牢固；其次，在錘柄被 包覆的部分切割加工預(yù)留孔，以便澆注合金高鉻鑄鐵后形成銷釘結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高錘柄與 錘端的結(jié)合力；最后，用搖臂鉆鉆切錘柄設(shè)安裝孔；(2)合金高鉻鑄鐵的生產(chǎn)過(guò)程將普通廢鋼、生鐵加入中頻感應(yīng)爐內(nèi)熔煉，鐵液熔清后 加入錳鐵、鉻鐵、鉬鐵、硅鐵和銅板，完全熔化后升溫至1490°C扒渣，加入碎玻璃、瑩石另造 新渣，再次扒渣后升溫至1530°C插入占鐵液質(zhì)量0. 30%的鋁塊脫氧，采用包內(nèi)沖入法對(duì)脫 氧后的鐵液進(jìn)行變質(zhì)處理，即在澆注包的底部預(yù)先加入占鐵液質(zhì)量0. 25%的稀土、0. 20% 的釩鐵、0. 20%的硼鐵，其粒度小于6mm，并在上述材料上覆蓋鐵屑或鋼板，出鐵結(jié)束后，人 工攪拌，靜置2 3分鐘將合金高鉻鑄鐵鐵液澆入金屬模中形成整體錘頭，合金高鉻鑄鐵鐵 液澆注溫度為1500°C ；(3)硬質(zhì)合金棒的制作處理過(guò)程首先，將外購(gòu)直徑為2.5mm的YG20硬質(zhì)合金棒切割 成長(zhǎng)度不同的小段；然后，手持小段硬質(zhì)合金棒用砂布砂光，用汽油清洗，涂上質(zhì)量百分濃 度30-50%的硫酸銅溶液使其表面生成保護(hù)層；接著，由兩塊1mm厚度的渡鋅鋼板制作支撐 架，在支撐架上鉆制錯(cuò)位排列有序安裝硬質(zhì)合金棒的小孔；最后，在支撐架的小孔中插入切 割成段并經(jīng)過(guò)處理的YG20硬質(zhì)合金棒；(4)金屬模包覆鑄造復(fù)合鑲鑄過(guò)程首先，制作錘頭復(fù)合鑄造的金屬模模具，該模具的 材質(zhì)為牌號(hào)HT200的鑄鐵，經(jīng)砂型鑄造而成，在對(duì)鑄件進(jìn)行金加工后組裝成金屬模模具，其 模具由底板、型腔體、蓋板組成；其次，在澆注合金高鉻鑄鐵鐵液前，對(duì)金屬模型腔涂敷耐火 涂料；然后，清除預(yù)先制作完成的錘柄要被合金高鉻鑄鐵鐵液所包覆部位的表面雜物，并涂 敷一層抗氧化劑，將錘柄放入金屬模中準(zhǔn)備包覆鑄造復(fù)合；接著，在金屬模的型腔中放入裝 備了 YG20硬質(zhì)合金棒的支撐架，該支撐架的作用是為了保證在澆注合金高鉻鑄鐵鐵液時(shí)， YG20硬質(zhì)合金棒不會(huì)移動(dòng)位置，達(dá)到將硬質(zhì)合金棒分散鑲鑄在合金高鉻鑄鐵基體中，該支撐架的高度與金屬模型腔高度平齊，澆注后其支撐架與硬質(zhì)合金棒一并留在錘端中；最后， 將合金高鉻鑄鐵鐵液澆入金屬模中形成整體錘頭，合金高鉻鑄鐵鐵液澆注溫度為1500°C ； (5)熱處理過(guò)程澆注后，待錘頭鑄件冷卻到920°C 950°C時(shí)，將錘頭鑄件從金屬模中 取出，迅速移動(dòng)到有強(qiáng)制風(fēng)冷的位置，進(jìn)行淬火處理，室溫后清除澆、冒口，裝入箱式電阻爐 中加熱至220°C保溫2h出爐空冷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭及其制作方法，其特 征在于上述步驟(4)，在進(jìn)行首件金屬模澆注整體錘頭時(shí)，將整個(gè)金屬模具放入中頻感應(yīng) 線圈內(nèi)，通過(guò)中頻感應(yīng)對(duì)金屬模進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)溫度達(dá)到500°C左右開始澆注合金高鉻鑄鐵鐵 液，因?yàn)榻饘倌ｈT造是連續(xù)作業(yè)，所以在第二次或以后各次澆注時(shí)，利用金屬模所儲(chǔ)存的熱 量，不需要再感應(yīng)加熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于破碎石英類巖石的破碎機(jī)錘頭及其制作方法，該錘頭包括錘柄和錘端，錘柄用鋼板經(jīng)切割與切削加工制作，錘端采用合金高鉻鑄鐵經(jīng)金屬模復(fù)合鑄造在錘柄上成整體錘頭，在復(fù)合鑄造過(guò)程中鑲鑄硬質(zhì)合金棒；本發(fā)明生產(chǎn)的錘頭使用壽命大幅度提高，適用于破碎100mm左右石英類巖石的小型破碎機(jī)錘頭。
文檔編號(hào)B02C13/28GK102000621SQ201010510228
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月18日
發(fā)明者卓榮明 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院