技術領域

本發明涉及耐磨金屬材料技術領域，尤其涉及到一種中錳鋼破碎機錘頭及其制備方法。

背景技術

錘式破碎機是建材、冶金、化肥等工業部門廣泛使用的生產設備，而錘頭是消耗量很大的易磨損件。錘頭的工作表面與物料接觸，產生高應力磨損。由于被破碎物料一般是巖石、金屬礦石等堅硬物體，零件的磨損是比較嚴重的。通過對錘頭表面微觀形貌分析，錘頭的磨損過程屬于變形和沖蝕磨損綜合作用的結果。這是由于錘頭表面的高速運轉，錘頭的運動慣性對物料進行打擊和擠壓破碎。在相對運動的過程中，這些物料與零件表面相互作用，不只是滑動，還有沖擊、滾動、沖刷等方式。當磨料硬度超過材料硬度，磨料的棱角將刺入材料表面使材料發生塑性流動而擠壓到凹坑的四周，材料變形到一定程度，磨料粒被壓碎。多個顆粒與坑周圍變形材料相接觸，又使之變形，發生塑性流動，加工硬化程度進一步增高。當超過材料的應變疲勞極限時形成磨削脫落。

過去工廠一般采用高錳鋼制造錘頭，錘頭在破碎過程中由于高錳鋼加工硬化的特性能夠保持很好的耐磨性能。雖然高錳鋼的加工硬化特性能提高零件的耐磨性，但是許多工況條件下其耐磨性能仍達不到要求。普通高錳鋼錘頭在低沖擊應力作用下，錘頭表層加工硬化效果差，其磨損發生過程是微粒的撞擊使表面一薄層金屬塑性變形，多次變形的材料破裂剝落。同時，磨粒動能轉變為熱能，使材料軟化甚至被粘著撕下。目前，高鉻鑄鐵基本上取代高錳鋼制造耐磨零件。這些零件改用高鉻鑄鐵后，使用壽命比高錳鋼零件一般延長50％至200％，而錘頭是高速沖擊和擠切方式破碎物料，如果整體采用高鉻鑄鐵還是問題，主要是難于避免零件在工作過程中的脆性斷裂。如果為了保護零件的韌性而采用碳鋼，則由于其強度、硬度太低而使得其使用壽命非常短，但其韌性特別好，用作錘柄材料是完全合適的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種使用壽命長，制備工藝簡單的中錳鋼破碎機錘頭及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種中錳鋼破碎機錘頭，其特征在于，包括以下重量百分比的化學成分：碳0.65—1.15％，硅0.1—0.8％，錳5—10％，鈦0.05—0.2％，鋁0.1—0.5％，氮0.015—0.04％，硫0.015—0.08％，磷0.015—0.08％，鈰0.1—0.36％，RE0.005—0.2％，余量為鐵。

優選的，所述中錳鋼破碎機錘頭包括以下重量百分比的化學成分：碳0.8—1.15％，硅0.2—0.8％，錳7—10％，鈦0.05—0.2％，鋁0.1—0.5％，氮0.015—0.04％，硫0.015—0.08％，磷0.015—0.08％，鈰0.25—0.36％，RE0.005—0.2％，余量為鐵。

一種中錳鋼破碎機錘頭的制備方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)煉熔：將清潔干燥的普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料、增碳用廢電極加入煉爐里，加熱熔化，將溫度升至1350—1450℃，出鐵前10分鐘加入已預熱的錳鐵、硅鐵進行沉淀脫氧，調整成分，之后加入已預熱的含鋁鐵和含鈰鐵，當鐵水溫度達到1500—1550℃時，采用深插鋁絲的方法進行擴散脫氧；

(2)澆注：將變質劑RE用鐵皮或錫箔紙將包裹后放在鋼包底部，對鐵水進行變質處理，然后將鐵水澆入鋼錠模內，鋼水澆注溫度在1440—1460℃，澆注先慢、中快、后細；

(3)鑄型：當錘頭冷卻至室溫時，清理打磨掉試樣上的飛邊和毛刺；

(4)熱處理：將錘頭放入熱處理爐里，加入保溫劑，保溫溫度在950—1050℃，保溫1.2—1.5小時，然后出爐進行水淬，之后250℃回火4—4.3小時，取出自然冷卻即可。

優選的，所述步驟(2)中變質劑是經破碎至粒度小于15mm的小塊，在250℃下烘干所得的物質。

優選的，所述步驟(2)中變質處理采用包內沖入法對鐵水進行變質處理。

優選的，所述步驟(2)中澆注采用底注法澆注鋼錠。

本發明通過降低錳碳的含量，并調整錳碳的匹配，獲得較穩定的奧氏體組織的中錳鋼，在非常強烈沖擊工況條件下，具有足夠的強韌性，其耐磨性好；本發明制作工藝簡單，質量可以能穩定控制；本發明加入適量Ce，提高了錘頭的結合強度；本發明韌性好，強度高，使用普通廢鋼、生鐵、不銹鋼廢料作為生產原料，循環利用，有效節約了能源，對鋼水進行變質處理，增加了襯板的韌性和強度，提高了使用壽命。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步具體說明。

實施例一：