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0、引言
    錘式破碎機是洗煤廠和焦化廠的常用設備，其中錘頭和襯板是最易磨損的零件。而這些零件主要是用高錳鋼(ZGMn13)制造的。高錳鋼經水處理后，其硬度HB180~220，它的特性是在較大擠壓力或較大沖擊負荷作用下，工作表面會發生加工硬化，其表面硬度由HB200硬化到HB500左右，才能具備良好的耐磨性。在破碎煤這種物料時，由于煤的硬度低（煤的硬度為f2一f4）。在這種工作條件下，不是以使高錳鋼件產生足夠的加工硬化，因而高錳鋼潛在的耐磨性并不能得到充分的發揮，它會像低硬度的材料一樣被磨損掉，使零件的使用壽命較短，這不但增加了設備的檢修費用，而且遠降低了設備的運轉率，增加了工人的勞動強度。
1、錘頭和襯板材料的選擇
    從破碎機的工作情況分析，用高鉻耐磨鑄鐵制作錘頭和襯板應該選用15Cr2MolCu高鉻耐磨鑄鐵。該鑄鐵具有高的硬度，而且還具有較好的韌性。
1.1碳量的選擇
    碳的確定要從錘頭和襯板的耐磨性和沖擊韌性2方面考慮，錘式破碎機是沖擊類型的機械，錘頭和襯板的磨損是以鑿削型為主的，因此錘頭和襯板既要求有耐磨性，又要具有足夠的韌性。從而在碳量的選擇上，必須使耐磨性和韌性有恰當的配合。碳量過高碳化物量多而且粗大，韌性則低；碳量過低，碳化物沿晶界呈網狀分布，對韌性和耐磨性也不利，因而確定碳量為2.6%~3.0%。
1.2硅量的選擇
    硅在鑄鐵中是促進石墨化的元素，因此在白口鑄鐵中含硅量不適宜過高。雖然在高鉻耐磨鑄鐵中，過高的碳量不致形成麻口組織，但它對滲透性會產生不利影響，空滲后易產生索氏體組織，而索氏體組織影響高鉻鑄鐵的耐磨性。同時過高的硅量會使其脆性趨勢增加。故高鉻耐磨鑄鐵中含硅量控制在不大于0.8%。
1.3錳量的確定
    錳既是一種有效而價廉的穩定奧氏體的元素，又是一種弱碳化物形成元素。在高鉻耐磨鑄鐵中，選用錳作為合金元素，主要是它有利于滲透性的增加（特別是在有鋼、銅配合使用時），故錳量控制在0.5%～1.0%。
1.4鉻一鉬一銅合金元素的確定
    鉻在高鉻耐磨鑄鐵中，是主要的合金元素之～。鉻是強碳化物形成元素，加鉻后，能防止游離石墨產生，保證獲得完全白口，且使碳化物從普通滲碳體（Fe3C）轉變為合金滲碳體(Fe+Cr)3C，從而顯著提高碳化物的顯微硬度，改善耐磨性。鉻的加入，亦有利于滲透性的提高。故錘頭和襯板的含鉻量，應控制在14%~16%。鉬能顯著提高合金的鑄鐵的滲透性，為了使較厚的鑄體也能滲透而不出現珠光體，就必須在白口鑄鐵中加入合適鉬，還能保證鑄鐵截面的齊一性，提高韌性，銅的加入可進一步提高滲透性，從而可以降低鉬的含量。故鉬控制在1.8%~2.2%，銅控制在0.8%~1.2%。錘頭和襯板的化學成分見表l。
2、錘頭和襯板的生產工藝
2.1高鉻耐磨鑄鐵的鑄造性能特點
    (1)具有較好的流動性，用高鉻耐磨鑄鐵可以澆注比較薄且復雜的零件；
    (2)具有較大的收縮量，和碳鋼差不多，通常采用和鑄鋼件相似的冒口補縮工藝，模型的收縮量取2%：
    (3)具有大的開裂傾向，這是由于高鉻耐磨鑄鐵收縮量大，導熱性差，彈性模數高及塑性變形低所造成的，所以高鉻耐磨鑄鐵零件在鑄鐵過程中應該力求各個部分冷卻均勻以免產生過高的熱力而引起開裂。同時對于中空的零件應該使泥芯具有好的退讓性，避免產生高的機械阻力而開裂。
2.2錘頭和襯板的鑄造工藝
    通過沖天爐和中頻爐熔化過程中各種元素的燒損對比，由于鉻在沖天爐中燒損太大，而且其他元素在熔化過程中較難控制，故采用中頻爐熔化鐵水，熔化溫度為l450℃左右，澆注溫度為l 320～1360℃。澆注溫度太高會使鑄件晶粒粗大，對性能不利；澆注溫度太低，鑄件表面會起冷隔、皺皮等。
    錘頭和襯板在鑄造工藝上要著重考慮冒口系統，使鐵水平穩地沖填鑄型和有良好的補縮。圖1和圖2為錘頭和襯板的鑄造工藝圖。
3、錘頭和襯板的熱處理
    熱處理是使高鉻鑄鐵鑄件獲得優良耐磨性的重要工序，所以鑄件在清理后必須進行退火和淬火熱處理。退火的目的：消除鑄造過程中產生的內應力，增加鑄件基體的塑性和韌性，使材料的成分或組織均勻，為以后的熱處理準備條件。淬火的目的是使高鉻耐磨鑄鐵獲得馬氏體組織，這是使錘頭和襯板獲得高抗磨能力的一個十分重要的工序。因為高鉻鑄鐵基體中少量的珠光體組織的存在會大大降低抗磨性。淬火過程是將零件重新加熱到奧氏體化溫度，在此溫度保溫一段時間，然后在空氣中冷卻，這3個環節的每個環節對淬火能否成功都很重要。
    升溫階段的關鍵是要防止升溫過程中零件開裂。要做到這一點就必須要使升溫時爐內的溫度保持均勻，升溫要緩慢。
    保溫階段就是使整個零件有充分時間奧氏體化，并達到平衡狀態，使鑄態基體中過飽和的鉻和碳以二次碳化物析出（一般為2—4h），這樣在以后冷卻中奧氏體的穩定性就降低了（即Ms點升高了），如高溫不分解成珠光體，那么在低溫就能變成馬體化。所以奧代體化溫度降低，奧代體平衡時含碳量就較低，得到的是低碳馬氏體。由于硬度低時抗磨性降低。奧氏體化溫度太高，則平衡對奧氏體的碳、鉻含量比較高。由于穩定性高在馬氏體轉變時會得到較多的殘留奧氏體，而這也會影響到抗磨性。故現行的熱處理工藝是用階段升溫至950~970℃，保溫2～4h．出爐空冷的制度。經空氣淬火后的零件為了消除應力，提高韌性，避免在使用過程中引起裂紋，一般都將零件經過200~ 260℃、保溫2～4h的低溫回火。
4、結語
    通過在洗煤廠和焦化廠∮800 mm×800 mm錘式破碎機上使用的情況看，當物料塊度不大時，馬氏體高鉻鑄鐵錘頭可以取代高錳鋼錘頭，使用壽命可以到原來的3倍以上，而且在正常情況下不會斷裂，所以，使用馬氏體高鉻鑄鐵錘頭，可以獲得非常顯著的經濟效益。