高铬热复合锤头 高锰钢合金锤头

高铬多元复合锤头简介 破碎机锤头，又叫锤式破碎机锤头，是锤式破碎机核心零部件之一，排列在破碎机转子的锤轴上，锤头在破碎机高速运转时直接打击物料，较终破碎成合适的物料粒度。破碎机锤头根据制造工艺可以分为两种：铸造和锻造，但是他们的耐磨程度是不一样的。由于破碎物料，头部需要良好的耐磨性而柄部又需要足够韧性，通常用合金钢、高锰钢、铸钢加高铬铸铁双金属复合等材料用锻造或铸造方法一次成型，配上相应的热处理工艺就比较经济一点，破碎机锤头根据材质可以分为种：高锰钢锤头、双金属锤头、复合锤头、大金牙锤头、中铬合金锤头，硬质合金锤头等。目前市场上的锤头在使用过程中存在易开裂，使用寿命短耗能大等问题。 技术实现要素： 本发明的目的是为了克服现有技术中锤头在使用过程中存在易开裂，使用寿命短耗能大等问题，提供一种高铬多元复合锤头及其制备方法，能够有效的提高锤头的强度和使用寿命，同时减少生产过程的能耗。本发明提供一种高铬多元复合锤头，其特征在于：各化学成分按重量百分比为：c1.0～2.0％、cr15.0～30.0％、v0.1～0.2％、si0.4～0.6％、ti0.2～0.3％、ni0.2～0.3％、n0.1～0.2％、mo0.5～1.0％、re0.02～0.03％、er0.02～0.03％、s≤0.06％、p≤0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。c：碳在铸铁中是影响硬度、耐磨性能和硬度的关键因素。随着含碳量的增加，铸铁组织中碳化物数量增加，铸铁硬度提高，韧性降低，尤其碳化物呈网状分布时，冲击韧性降低更为严重。降低碳含量也同时使铁水的流动性变差，又容易使磨球内部产生缩孔和缩松，使磨球出现铸造缺陷而已破碎。因此，含碳量多高多低都不易，选取1.8～2.5％。cr：铬是碳化物形成元素，反石墨化效果十分明显，含铬碳化物稳定性好，可保证经过热处理的磨球仍有较高的硬度和耐磨性，但铬含量过高会增加熔炼难度，同时增加成本，并且磨球在使用过程中易破碎，选取1.5～2.5％。mo：具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小、良好的导电和导热等特性。钼的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量钼加到钢之中，可增加钢的硬度。mn：锰是碳化物形成元素，能够减少杂质硫的有害作用，溶于铁素体重可以提高强度和硬度，选取0.8～1.2％。si：硅是促进石墨化的元素，能够影响碳化物的稳定性，在铸铁中加入适量的硅，有固溶强化作用，还可以改善铁水的流动性；但硅含量过高时，会是碳化物随着热处理而转变成石墨，从而降低磨球的硬度和耐磨性，选取0.4～0.6％。ti：钛的主要作用是强化基体细化组织，对提高合金的抗磨性和韧性起积极作用，同时具有良好的脱氧作用，对改善铸态碳化物形态有着重要的有益作用，选取0.2～0.3％。ni：镍不形成任何形式的碳化物，无限固溶于奥氏体中，扩大奥氏体相区，降低临界转变速度，是稳定奥氏体的主要合金元素，可以抑制珠光体的形成，选取0.2～0.3％。re：稀土元素作为变质剂对铁水进行变质处理，可以细化晶粒，减少碳化物在晶置上的分布，使之由连续网状分布变为孤立的条状分布，从而使冲击韧性提高，降低铸铁磨球在使用过程中的破碎率，选取0.02～0.03％。珠光体是由奥氏体发生共析转变同时析出的，铁素体与渗碳体片层相间的组织，珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间，强韧性较好，强度较高，硬度适中，塑性和韧性较好。将珠光体与碳化物形成海海结构，能够有效的提高耐磨球的硬度与韧性。本发明提供一种高铬多元复合锤头，作为优选方式，各化学成分按重量百分比为：c1.0％、cr15.0％、v0.1％、si0.4％、ti0.2％、ni0.2％、n0.1％、mo0.5％、re0.02％、er0.02％、s≤0.06％、p≤0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。本发明提供一种高铬多元复合锤头，作为优选方式，各化学成分按重量百分比为：c1.0％、cr19％、v0.15％、si0.5％、ti0.2％、ni0.2％、n0.1％、mo0.5％、re0.02％、er0.02％、s≤0.06％、p≤0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。本发明提供一种高铬多元复合锤头，作为优选方式，各化学成分按重量百分比为：c2.0％、cr30.0％、v0.2％、si0.6％、ti0.3％、ni0.3％、n0.2％、mo1.0％、re0.03％、er0.03％、s≤0.06％、p≤0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。本发明提供一种高铬多元复合锤头的制备方法，包括以下步骤：步骤1：用中频感应电炉按主要化学成分重量百分比在熔炼炉内加入除硼铁、氮化钒铁、钛铁、镍铁和re以外的所有炉料升温，当铁水温度达到1580℃时，取样进行化学分析，控制各化学成分的重量百分比；步骤2：各化学成分到达预期的百分比后继续升温至1600℃，在熔炼炉内撒入除渣剂，扒净炉内渣后，加入预先配好重量并烤过的硼铁、钛铁、镍铁熔炼3～5分钟，加入氮化钒铁0.2～0.25％完成炉内一次变质，然后加入合金脱氧剂0.2～0.3％进行脱氧出炉；步骤3：将re0.2～0.3％和氮化钒铁0.05～0.1％破碎至粒度6～10mm小块，经200℃烘干后，同时一次置于渣包底部，接入铁水进行二次变质处理；步骤4：将经过二次变质处理后的铁水用除渣剂扒净包内的渣子，降温至1460～1480℃，用高频振动平台浇注，高频振动平台振动频率为150～200hz，振幅0.5～1mm，待浇口钢水成暗红色时开箱，得到待铸件；步骤5：将待铸件升温至650℃保温2h，再升温至950℃保温3h，之后用液-气雾化介质冷却至400℃，再在空气冷却至室温，即得到成品高铬多元复合锤头。本发明提供一种高铬多元复合锤头的制备方法，作为优选方式，步骤2所述的氮化钒铁产品牌号为fev55n11。氮化钒铁是一种钒氮合金添加剂，性能优于钒铁和氮化钒，可广泛应用于高强度管线钢、高强度型钢(h型钢、工字钢、槽钢、角钢)、薄板坯连铸连轧高强度钢带、非调质钢、高速工具钢等产品。氮化钒铁因其比重可达到5.0g/cm3以上，比添加氮化钒(比重左右)具有更高的吸收率，氮化钒铁的吸收率可达95％以上，平均比钒氮合金吸收率高3％～5％，性能更加稳定，具有更高的细化晶粒和提升强度、韧性、延展性等功能。牌号为fev55n11的氮化钒铁中v含量不小于53.0％，n含量不小于10％。本发明使用用fev55n11代替v、n组分，提高了v、n的收得率，节约v，n的用量40％，同时性能更加稳定，具有更高的细化晶粒和提升强度、韧性、延展性等功能，降低了成本。本发明提供一种高铬多元复合锤头的制备方法，作为优选方式，步骤2所述的合金脱氧剂为feal60。本发明使用fea160作为合金脱氧剂，其比重大、质密度好，易进入钢液内部收得率达90％以上，节约al的用量30％以上，降低了成本。本发明提供一种高铬多元复合锤头的制备方法，作为优选方式，步骤4所述的浇注平台使用的型砂材质为co2水玻璃硬化砂。本发明通过使用牌号为fev55n11的氮化钒铁作为变质处理剂，代替v、n组分，提高了v、n的收得率，节约v，n的用量40％，同时性能更加稳定，具有更高的细化晶粒和提升强度、韧性、延展性等功能，降低了成本。本发明进一步选用fea160作为合金脱氧剂，其比重大、质密度好，易进入钢液内部收得率达90％以上，节约al的用量30％以上，降低了成本。本发明在高铬多元复合锤头制备过程中选用高频振动平台浇铸，能够显著细化金属、致密铸件组织，消除铸件组织和化学成份的不均匀性。消除显微偏析，减少气孔缺陷，减少铸件中的缩松，提高致密度5％，提高了合金材料抗拉强度、延伸率、屈服强度、耐磨性等 一种高铬多元复合锤头，各化学成分按重量百分比为：c1.0％、cr15.0％、v0.1％、si0.4％、ti0.2％、ni0.2％、n0.1％、mo0.5％、re0.02％、er0.02％、s≤0.06％、p≤0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。 实施例2 一种高铬多元复合锤头，各化学成分按重量百分比为：c1.0％、cr19％、v0.15％、si0.5％、ti0.2％、ni0.2％、n0.1％、mo0.5％、re0.02％、er0.02％、s≤0.06％、p≤0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。 实施例3 一种高铬多元复合锤头，各化学成分按重量百分比为：c2.0％、cr30.0％、v0.2％、si0.6％、ti0.3％、ni0.3％、n0.2％、mo1.0％、re0.03％、er0.03％、s≤0.06％、p≤0.06％，其余为fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。 实施例1～3高频振动浇注高铬多元复合锤头的制备方法如下： 步骤1：用中频感应电炉按主要化学成分重量百分比在熔炼炉内加入除硼铁、氮化钒铁、钛铁、镍铁和re以外的所有炉料升温，当铁水温度达到1580℃时，取样进行化学分析，控制各化学成分的重量百分比； 步骤2：各化学成分到达预期的百分比后继续升温至1600℃，在熔炼炉内撒入除渣剂，扒净炉内渣后，加入预先配好重量并烤过的硼铁、钛铁、镍铁熔炼3～5分钟，加入氮化钒铁0.2～0.25％完成炉内一次变质，然后加入合金脱氧剂0.2～0.3％进行脱氧出炉；步骤3：将re0.2～0.3％和氮化钒铁0.05～0.1％破碎至粒度6～10mm小块，经200℃烘干后，同时一次置于渣包底部，接入铁水进行二次变质处理； 步骤4：将经过二次变质处理后的铁水用除渣剂扒净包内的渣子，降温至1460～1480℃，用高频振动平台浇注，高频振动平台振动频率为150～200hz，振幅0.5～1mm，待浇口钢水成暗红色时开箱，得到待铸件； 步骤5：将待铸件升温至650℃保温2h，再升温至950℃保温3h，之后用液-气雾化介质冷却至400℃，再在空气冷却至室温，即得到成品高铬多元复合锤头。 实施例1～3制得的高铬多元复合锤头的表面硬度为hrc62～66，其金相组织如图1所示，由碳化物和珠光体形成的海海结构。珠光体是由奥氏体发生共析转变同时析出的，铁素体与渗碳体片层相间的组织，珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间，强韧性较好，强度较高，硬度适中，塑性和韧性较好。将珠光体与碳化物形成海海结构，能够有效的提高锤头的硬度与韧性。 技术总结 本发明公开了一种高铬多元复合锤头及其制备方法，各化学成分按重量百分比为：C 1.0～2.0％、Cr 15.0～30.0％、V 0.1～0.2％、Si 0.4～0.6％、Ti 0.2～0.3％、Ni 0.2～0.3％、N 0.1～0.2％、Mo 0.5～1.0％、Re 0.02～0.03％、Er 0.02～0.03％、S≤0.06％、P≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质；晶相组织为碳化物+珠光体。本发明制得的高铬多元复合锤头，能够有效的提高锤头的强度和使用寿命，同时减少生产过程的能耗