[發明專利]一種復合板錘的制備方法

有效

• 申請號: 201510081524.2
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104690231B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 王娟;鄭開宏;周楠;王海艷;王秀連
• 申請（專利權）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號: B22C9/22
• 分類號: B22C9/22;B22C9/02;B22C9/08;C21D9/00;C21D1/18;C22C37/08;C22C37/10;C22C38/18
• 代理公司: 廣東世紀專利事務所44216
• 代理人: 劉卉

技術領域

本發明涉及反擊式破碎機用板錘技術領域，具體是涉及一種復合板錘的制備方法。

背景技術

板錘三反擊式破碎機關鍵易損件，國內年需求量近10萬噸。目前國內生產板錘所用材料和工藝通常采用高錳鋼、合金鋼或高鉻鑄鐵整體制備，高錳鋼和合金鋼板錘韌性好，但耐磨性差，高鉻鑄鐵耐磨性好，也是目前使用最多的材料，但高鉻鑄鐵脆性大，使用安全性差。公開號為CN101574731A的中國專利申請公開了一種反擊破板錘雙面復合工藝，該工藝描述了兩邊工作部位采用鑄鐵抗磨材料，中間部位采用強韌性碳素鋼材料復合鑄造的方法制備復合板錘，該發明較好地解決了板錘整體強韌性問題，但由于使用部位也僅僅采用鑄鐵，其使用壽命與整體高鉻鑄鐵相比并無改善，而且該發明也未涉及如何保證鑄鐵與碳素鋼界面穩定冶金結合的問題，因此板錘使用過程中存在從界面剝落的風險，而板錘既獲得高的壽命又安全，是目前制備板錘需解決的關鍵技術難題。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種制造工藝簡單，具有高耐磨性和安全性，使用壽命長的復合板錘的制備方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

本發明所述的復合板錘的制備方法，其特點是包括如下步驟：

1）采用石英砂，并加入水玻璃作為粘結劑，通過二氧化碳硬化制成板錘鑄型，該板錘鑄型設置有三個澆口和兩個觀察孔，其中一個觀察孔兼作板錘冒口，鑄型的型腔面上涂刷鋯英粉快干涂料，在鑄型內用于制作板錘兩工作區域的位置處分別固定陶瓷顆粒預制體；

2）合箱立澆；用兩個電爐分別熔煉高鉻鑄鐵和低碳低合金鋼，先通過第一澆口澆注高鉻鑄鐵，澆注溫度為1420～1480℃，當第一觀察孔可見鐵水時停止澆注高鉻鑄鐵液，15～25秒后通過第二澆口澆注低碳低合金鋼液，澆注溫度為1520～1560℃，當兼作板錘冒口的第二觀察孔觀察到有鋼液時停止澆注，15～25秒后從第三澆口澆注高鉻鑄鐵液，澆注溫度為1400～1450℃，鑄件凝固冷卻后，清砂，去除澆冒口、飛邊，獲得兩個工作區域均為陶瓷顆粒增強高鉻鑄鐵和安裝區域為低碳低合金鋼的復合板錘；

3）將復合板錘進行熱處理：淬火溫度為950～1050℃，空冷或風冷，380～420 ℃回火，空冷。

其中，為了使高鉻鑄鐵液和低碳低合金鋼澆注后界面區域冷卻速度的降低有利于高鉻鑄鐵液和低合金鋼液元素在界面處互擴散，實現界面穩定的冶金結合，上述高鉻鑄鐵與低碳低合金鋼的連接界面處對應的鑄型中放置有保溫石棉板，保溫石棉板與鑄型型腔面間的砂厚度為6～10mm，且保溫石棉板的厚度不小于復合板錘厚度的1/4。

上述陶瓷顆粒預制體為由陶瓷顆粒與粘結劑混合制備成的微觀上具有三維互通的多尺度孔隙、宏觀上可為板狀或條狀或蜂巢狀的具有抗高溫金屬沖刷不潰散能力的預制體。

本發明通過在復合板錘的工作區域用高硬度陶瓷顆粒增強高鉻鑄鐵，其耐磨性比高鉻鑄鐵大幅提高，復合板錘中間區域（即：安裝區域）采用高強韌低碳低合金鋼，同時在高鉻鑄鐵液與低碳低合金鋼液界面冷卻過程中采取降低冷卻速度的措施獲得穩定的冶金結合界面，從而保證了復合板錘使用的安全性，有效地實現了復合板錘高耐磨性和強韌性的協調統一，且本發明的工藝簡單、容易實現、實用性強。

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1為本發明制備復合板錘的正面結構示意圖。

圖2為本發明制備復合板錘的側面結構示意圖。

具體實施方式

如圖1-圖2所示，本發明所述的復合板錘的制備方法，包括如下步驟：

1）采用石英砂（含泥量<2%），并加入水玻璃（加入量5%）作為粘結劑，通過CO₂硬化制成板錘鑄型，該鑄型設置有直澆道1及與直澆道1相連通的三個澆口，第一澆口2用于澆注底層的高鉻鑄鐵，第二澆口3用于澆注中間層的低碳低合金鋼，第三澆口4用于澆注上層的高鉻鑄鐵，且該鑄型設置有第一觀察孔5用于觀察底部高鉻鑄鐵液溢出情況和第二觀察孔6用于觀察低合金鋼液溢出情況，第二觀察孔6同時兼作復合板錘冒口；

2）在高鉻鑄鐵與低碳低合金鋼的連接界面對應的鑄型中輔設耐高溫的保溫石棉板9，尺寸要求長度方向超過界面長度，厚度不少于板錘厚度1/4，寬度為不少于30mm，石棉板與鑄型型腔面間的砂厚為6～10mm，設置石棉板的目的在于高鉻鑄鐵液和低碳低合金鋼澆注后界面區域冷卻速度降低有利于高鉻鑄鐵液和低合金鋼液元素在界面處互擴散，實現界面穩定的冶金結合；