[發(fā)明專利]一種無Cr高硼鐵基耐磨雙液雙金屬復(fù)合錘頭及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110223207.1
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102327794A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何正員;劉美紅;蔣業(yè)華;黎振華;周榮鋒;周榮
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: B02C13/28
• 分類號: B02C13/28;C22C38/04;C22C33/04;B22D19/16
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無Cr高硼鐵基耐磨合金和碳鋼的雙液雙金屬復(fù)合錘頭及其制備方法，屬于金屬耐磨材料制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

破碎機(jī)在礦山、冶金、水泥等行業(yè)應(yīng)用廣泛，錘頭是破碎機(jī)中的主要耐磨件，消耗巨大。隨著Cr、Mo、V的合金元素的價(jià)格飛漲，增加了錘頭的使用成本。

專利CN86106682A公開了白口鑄鐵與鑄鋼的雙金屬復(fù)合鑄造，采用了“鑲鑄”和“雙液”兩種復(fù)合鑄造工藝方法，采用自制的SIV雙金屬結(jié)合部位保護(hù)劑，既保護(hù)了結(jié)合部位高溫下的清潔，防止高溫氧化，又能促使兩種材料的熱交換，便于雙金屬的牢固結(jié)合。本工藝的雙金屬復(fù)合鑄造的整體結(jié)合性良好，生產(chǎn)出的零件具有優(yōu)良的抗磨性、耐熱性、耐蝕性。但是，以白口鑄鐵作為耐磨層，Cr、Mo、V的加入無疑增加了復(fù)合鑄造的成本，隨著這些元素價(jià)格的飛漲限制了其在耐磨領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用。

專利CN2657775Y公開了一種雙金屬復(fù)合耐磨錘頭，由耐磨層和韌性層組成，耐磨層厚度為錘柄厚度的1/2-2/3。耐磨層以C、Mn、Cr、W等元素為主，韌性層為C、Si、Mn為主要成分，采用雙液澆注成型。這種錘頭與高錳鋼錘頭相比，性能提高了4～6倍，生產(chǎn)工藝簡單，但是Cr、Mn的加入，增加了錘頭原材料的成本。

專利CN101239381A提供了一種雙液雙金屬復(fù)合鑄造錘頭的生產(chǎn)工藝方法。采用雙澆注系統(tǒng)、雙液澆注成型。錘頭為高鉻鑄鐵、錘柄為普通鑄鋼或低合金鋼，體現(xiàn)了錘頭的耐磨性以及錘柄的韌性，增加錘頭的使用壽命。但是錘頭為高鉻鑄鐵，Cr含量高，同樣增加了成本。

可見，雙金屬復(fù)合錘頭的耐磨部分都是以Cr的添加為基礎(chǔ)的，生產(chǎn)成本較高，市場競爭力較弱。不添加Cr，在普通碳鋼中加入B也能獲得耐磨性較好、成本較低的耐磨材料。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行高硼鐵基合金和碳鋼雙液雙金屬復(fù)合（雙液是指兩種金屬同為液態(tài)進(jìn)行澆注），開發(fā)成本低廉、工藝簡單的復(fù)合錘頭制備工藝，充分發(fā)揮高硼鐵基合金耐磨性以及碳鋼的韌性，增加錘頭整體使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于公開一種雙液雙金屬復(fù)合錘頭及其制備工藝，以無Cr高硼鐵基耐磨合金作為錘頭，碳鋼作為錘柄，制備一種價(jià)格低廉的雙液雙金屬復(fù)合錘頭。

本發(fā)明的雙液雙金屬復(fù)合錘頭，由錘頭和錘柄組成，錘頭為耐磨層，錘柄為韌性層。錘柄的材料為碳鋼，錘頭采用無Cr高硼鐵基耐磨合金，化學(xué)成分重量百分比為：C?0.3～1.0%，B?1.0～4.5%，Si?0.3～0.4％，Mn?0.2～0.4％，S＜0.05%，P＜0.05%，其余為Fe。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案是：先澆注無Cr的高硼鐵基錘頭，然后用碳鋼澆注錘柄。本發(fā)明具體制備步驟如下：

（1）制備錘頭耐磨層：用廢鋼放入熔煉爐中熔煉，待鋼水熔清后加入硼鐵繼續(xù)熔煉，控制鋼水化學(xué)成分為:C?0.3～1.0%、B?1.0～4.5%、Si?0.3～0.4％、Mn?0.2～0.4％、S＜0.05%、P＜0.05%、其余為Fe（重量百分比）；再次溶清后，加入鋼水重量0.1～0.3%?Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1550℃～1600℃出爐，出爐后靜置自然冷卻至1450℃～1500℃，通過澆道5澆注到砂型中，待溢流口3流出鋼水后，停止?jié)沧ⅲ?/p>

（2）制備錘柄韌性層：用廢鋼作為原料放入熔煉爐內(nèi)熔煉，控制鋼水化學(xué)成分在碳鋼含碳量為0.35～0.55%的范圍內(nèi),待鋼水熔清后，加入鋼水重量0.1～0.3%?的Al進(jìn)行脫氧，扒渣后在1540℃～1580℃出爐；待錘頭在停止?jié)沧⒑箝g隔10s～60s，通過澆道4澆注錘柄1，自然冷卻凝固成型后，得到雙金屬復(fù)合錘頭。

所述碳等各元素含量的控制采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行。如，碳含量的控制通過加入生鐵或者低碳鋼的方法進(jìn)行。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下特點(diǎn)：

（1）????錘柄為碳鋼具有良好的耐沖擊性，錘頭為無Cr高硼鐵基合金具有良好的耐磨性，

可以增加錘頭使用壽命；

（2）?我國硼元素儲量豐富，價(jià)格低廉，用B作為主要合金添加元素制備耐磨錘頭，將大大降低成本；

（3）生產(chǎn)工藝簡單，便于推廣應(yīng)用。

附圖說明

附圖1中，1-錘柄，2-錘頭，3-溢流口，4-錘柄的澆道，5-錘頭的澆道。?

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：