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1、前言
    錘式破碎機(jī)是冶金、礦山、煤炭、建材和交通等行業(yè)中普遍使用的設(shè)備，其中錘頭是最容易磨損失效的配件。為了提高錘頭的耐磨性，國內(nèi)外已研制出了鉻鉬銅多元高鉻鑄鐵錘頭，主要采用降低含碳量和添加鉬、錳、銅等合金元素的措施來提高高鉻鑄鐵過冷奧氏體的穩(wěn)定性，以保證在空冷條件下不發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。這不僅會使高鉻鑄鐵中的殘余奧氏體量增加且難以消除，導(dǎo)致耐磨性降低，而且會使熱處理工藝變得復(fù)雜，生產(chǎn)成本提高。經(jīng)過多年的探索，研制出了一種新的高鉻鑄鐵錘頭，通過使用給用戶帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2、錘頭化學(xué)成分的選擇
    錘頭工作條件惡劣，要求錘頭既要有相當(dāng)?shù)捻g性，又要有一定的硬度，二者達(dá)到最佳配合。錘頭的失效形式是磨損和斷裂，主要磨損形式是鑿削和犁削。從工況分析用高鉻鑄鐵制作錘頭是合適的，因?yàn)檫@種含鉻>12%的白口鑄鐵不僅具有較高的硬度，而且具有較好的韌性，其組織中的碳化物是(Cr，F(xiàn)e)7C3型，顯微硬度HV1300—1800。根據(jù)錘式破碎機(jī)錘頭的服役條件，選用錘頭材料的化學(xué)成分如表1所示。
3、試驗(yàn)方法
    用CR -1型差熱分析儀測定高鉻鑄鐵過冷奧氏體在連續(xù)冷卻條件下珠光體轉(zhuǎn)變溫度；用RAX -12型X射線衍射儀測定高鉻鑄鐵中的殘余奧氏體含量；用洛氏硬度計和顯微硬度計分別測定試樣的宏觀硬度和顯微硬度；在MLD - 10型動載磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行沖擊磨損試驗(yàn)(沖擊功為1.5J，沖擊次數(shù)為10 000次，磨料為水泥熟料，其硬度HV470)；沖擊試樣尺寸20 mm×20 mm×110mm，元缺口。
4、試驗(yàn)結(jié)果及分析
    試樣采用爐冷、風(fēng)冷、空冷和霧冷等方法改變冷卻速度，用差熱分析儀測定珠光體轉(zhuǎn)變的開始溫度和終了溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：高鉻鑄鐵采用加熱至980℃保溫后冷卻，在冷速達(dá)到190℃/min時仍要發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。而當(dāng)高鉻鑄鐵凝固后，于高溫區(qū)間緩慢冷卻或停留，能顯著提高其過冷奧氏體的穩(wěn)定性。當(dāng)凝固后以10~20 cC/min的冷速冷到980℃后保溫20min．在以后的冷速>70C/min時，可避免珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生。這一現(xiàn)象的發(fā)生，是因?yàn)楦咩t鑄鐵在通常熱處理的加熱保溫過程中，奧氏體中溶入的碳、鉻較少，穩(wěn)定性不夠高，而在凝固后的高溫區(qū)間快速冷卻，又會因凝固時的偏析作用，使奧氏體成分不均勻，在臨近碳化物區(qū)，其碳、鉻含量較低，易發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變。而高鉻鑄鐵凝固后在高溫區(qū)間緩冷或保溫，可使奧氏體成分趨于均勻，且碳、鉻含量較高，故過冷奧氏體的穩(wěn)定性明顯提高。
5、高鉻鑄鐵錘頭的生產(chǎn)和應(yīng)用
    錘頭的化學(xué)成分按表1配制，鐵水在150 kg中頻感應(yīng)電爐中熔化，鐵水出爐溫度1500℃，澆注溫度1 430一l 450℃，錘頭在濕砂型中鑄造，壁厚50mm，澆注后在砂型中停留20min測得溫度降至960℃，開箱風(fēng)冷錘頭，測得高溫段平均冷速為90℃，nun，當(dāng)錘頭冷至室溫后于530℃回火2h。用線切割機(jī)在處理過的錘頭上切取試樣，測其硬度、沖擊韌性和磨損失重，并與空淬加低溫回火試樣進(jìn)行比較，高鉻鑄鐵錘頭性能如表2所示。采用新工藝生產(chǎn)的高鉻鑄鐵在適當(dāng)?shù)母邷仫L(fēng)冷并經(jīng)530℃回火2h處理后，其性能與傳統(tǒng)的熱處理方式相比，雖然硬度較低，但有較高的沖擊韌性和較小的磨損失重，具有較好的抗沖擊磨損性能。
    研制的高鉻鑄鐵錘頭在西安周至縣石英砂廠∮600 mm×800 mm的錘式破碎機(jī)上進(jìn)行裝機(jī)試驗(yàn)，錘頭線速度為33m/s，破碎的物料為硬質(zhì)石英砂，莫氏硬度為9。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。幾種不同材質(zhì)錘頭的價格及相對成本如表4所示。
6、結(jié)語
    (1)高鉻鑄鐵在高溫區(qū)間適當(dāng)?shù)鼐徖浠蛲Ａ艨娠@著提高過冷奧氏體的穩(wěn)定性，當(dāng)冷速大于70℃/min時不發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，回火后過冷奧氏體將分解為鐵素體和碳化物的復(fù)合組織，這種組織具有較高耐磨性和沖擊韌性。
    (2)采用新工藝制造高鉻鑄鐵錘頭的使用壽命是高錳鋼的3. 15倍，而材料費(fèi)用僅是高錳鋼的