破碎機錘頭材質的選擇及改（gǎi）性

這是解決關於提高錘頭耐磨（mó）性，延長其使用壽命問題的較主要、較根本的方式（shì）。下麵主要介紹以下這種：改性高錳（měng）鋼（gāng）板錘和錘頭（tóu）的研製。

錘式破碎機的關鍵部件是板錘和錘頭，其安全性、可靠性、耐磨性和使用壽命等性能，直（zhí）接（jiē）影響破（pò）碎機的安全生（shēng）產、正常運行及（jí）生產成本。有一個例子，曾有一個工廠所用的（de）破碎機是PC1600×1600錘式破碎機，試用過很多廠家提供的高錳鋼板錘和錘頭，但有的使用時出現掉塊和斷裂（liè），有的工（gōng）作表麵出（chū）現嚴（yán）重的犁溝和流變，隻能使用1到3個月。為此，該廠與一家有限公司合（hé）作，共同開發研製了一種（zhǒng）改性高錳鋼板錘和錘頭（tóu）。並經過幾年的使用證明，這種板錘和錘頭能夠有（yǒu）效避免上述問題，使用壽命和抗磨損能力較以往所用的普通高錳（měng）鋼產品（pǐn）提高了（le）一倍以上。

⑴ 高（gāo）錳鋼板錘（chuí）和錘頭的缺點

高錳鋼板錘和（hé）錘頭的鑄態組織是奧氏體和碳化物（wù），經過水韌處理後為單（dān）一的（de）奧氏體組織，具有較高的韌性，在強烈的衝（chōng）擊工況條件下（xià），其表麵能夠產生加工硬化（huà）層，從而使其具有較好的耐磨性。但因石灰石硬度較低，在中低衝擊應力下，高錳鋼板錘和錘頭表（biǎo）麵不能形成足夠的（de）加工硬化層（céng），因此其工作表麵（miàn）硬度不（bú）夠高，磨損較快。另外，高錳鋼在三百度以下時，其內部（bù）組織的晶界周圍會產生炭化物的重新析出（chū），使比較完整致（zhì）密的機體被碳化物割裂開。這樣，硬度低於碳化物的機（jī）體先被磨損，從而使碳化物凸現出來；而凸現出（chū）來的碳（tàn）化物（wù）被劃傷、擊碎或脫落，又失去了對機體的保護作用，使機體進一步磨損。如此循環（huán）往複，致使高錳鋼板錘和錘頭被很快（kuài）磨損，使用壽命短。

⑵ 改性高錳鋼板錘和錘（chuí）頭材質元素的選擇

高錳鋼的耐磨性主要取決於其工作表麵的加工硬化能力。據此，我們在設計（jì）改性高錳鋼板錘和錘頭的化（huà）學成分時，加入了鉻（Cr）、鉬（Mo）、鈦（tài）（Ti）、釩（V）和稀土元素，以降低（dī）奧氏體的穩定性，使其機體上形成大量（liàng）微（wēi）小的第二相質點，阻止（zhǐ）位錯運動，從而，強化了基（jī）體；並且（qiě）在奧氏體（tǐ）上彌散析出球狀炭化物，淨化（huà）晶界，改善夾雜物的形態和（hé）分布，實現綜合強化（huà）。從而使改性高錳鋼板錘和錘頭具有高韌性、高強度和良好的抗磨損性能。

①碳含量

碳是影響鋼的各種性能的主導元素。在（zài）一定範圍內，碳含（hán）量（liàng）增加，鋼的硬度、破壞強度、屈服強（qiáng）度和耐磨性能都增加。但當大於1.4%時，鋼的韌性就（jiù）會降低，並出現粗大的沿晶界分布的炭化物，給消（xiāo）除（chú）炭化物的固溶（róng）處理帶來困（kùn）難。因此應控製碳含（hán）量在1.1～1．2%。

②錳含量

錳是一個較為強烈的晶界炭化物形成元素，由其形成（chéng）穩定的奧氏體（含量低時不能滿足奧（ào）氏體的形成條件）；它又是個過熱敏感元素，隨（suí）著錳含量（liàng）的增加，鋼的強度、耐磨（mó）性也增加。但當錳含量大於1.4%時，鋼的各種性能就不再提高，且生（shēng）成錳的碳（tàn）化物，易產生粗大的柱轉狀（zhuàng）晶，給熱處理帶來困難，並會加大鑄造收縮，降低鋼的導熱性能，從而（ér）易導致（zhì）各種鑄造缺陷。所以，宜控製錳含量在11.5%～12.5%。

③矽含量

矽（guī）有顯著的固（gù）溶強化作用，增加剛的致密性、提高耐磨性。當矽含量（liàng）〈0.3%時，鋼中氧化錳含量增加，將促進熱裂，不能保證脫氧；矽含量過高時（shí），會降（jiàng）低碳在其中的溶（róng）解（jiě）度，促進炭化物（wù）沿晶界析出，使韌性降低。故矽含量通常控製在矽含量0.3～0.7%。

④其他元素

鉻（Cr）能顯著（zhe）提高鋼的淬透性，固溶強化基體，促進鐵素體的形（xíng）成，降低奧氏體的穩定性，提高加工硬化能力，鉻含量一般應控製（zhì）在鉻含量為1.8～2.2%；

鉬能夠溶入奧氏（shì）體，可大幅度提（tí）高鋼的淬（cuì）透性、回火穩定性以及細（xì）化晶粒，還有控製回火脆性（xìng）、改善衝擊韌（rèn）性的作用，鉬宜控製在0.25%～0.4%；

鈦、釩和稀土元素主（zhǔ）要用作變質劑，可淨化晶界，細化晶粒，在奧（ào）氏體基體上彌散（sàn）析出球（qiú）狀炭化物，以實現綜合強化，其含量甚微；

錳（měng）鐵中含有較（jiào）高的（de）磷，是對鋼有害的元素，它與鐵錳形成低熔點的磷酸鹽，含量過高時，會形成（chéng）磷共晶，使鑄件開裂，對衝擊韌性和耐磨性均（jun1）不利，其含量應控製在小於（yú）0.07%。

⑶製造工藝

①熔煉

在500kg堿性爐襯中頻（pín）感應（yīng）爐中，采（cǎi）用不氧化法熔煉。先根據爐料、鐵合金的化學成分和吸收率進行鋼（gāng）的配料計算，然後熱爐裝料以防止帶入氣體，錳鋼隨料加入，溶化期間用大功率送電，當（dāng）鋼溶化90%時，測量鋼液溫度，避免鋼液溫度過高，當鋼液溫（wēn）度達到1500度時，取樣做爐前化學成分（fèn）分析，然後根據（jù）分析結果，加入鐵合金調整所需要的各種金屬元素。在鋼液溫度達到（dào）1550度時出鋼。采取插入法在（zài）鋼包中衝鋁終脫氧，加鋁後用強製（zhì）置入（rù）法迅（xùn）速向鋼液中（zhōng）加入調製劑，待鋼液表麵將要結膜時迅速（sù）澆注。

②鑄造

鑄造是影響鑄件質量的一個重要環節，要嚴格執行鑄造工藝，澆注工藝和清（qīng）理工藝（yì）。我們采（cǎi）取定向凝固工藝澆（jiāo）注，澆注溫（wēn）度（dù）控製在1460～1480度。因澆注溫度低，要注意澆冒（mào）口係統（tǒng）通暢，使鋼液能平（píng）穩而暢通的快速充型和有效補縮，防止產生冷裂，改善鑄造一（yī）次結晶（jīng）組織，消除柱狀晶，創造形成（chéng）等軸晶的熱力學條件，減（jiǎn）少晶見缺陷和偏析，提高鋼（gāng）的致（zhì）密性，保證鑄件具有良好的機械性（xìng）能。

③熱（rè）處理

鑄態的（de）板（bǎn）錘和錘頭比較脆，因（yīn）此不能鑄態使用，必須經過（guò）固熔處理（水韌處理）。板錘和錘頭（tóu）的入（rù）爐溫度在400度以下，然後，隨著溫（wēn）度的升高（gāo），分階段進行梯形保溫，等到爐溫達到1050度時（shí）保溫20到（dào）24小時，完成炭化物的分解，碳、錳等元素溶入奧氏體，並使其均勻（yún）化。等到爐溫（wēn）達到1100度時打開爐門，把工件迅速放入水池（chí）淬火。淬火采用大容（róng）積水池，流動水處理（lǐ），既在（zài）水池上（shàng）方讓熱水溢處。水池內的水的溫（wēn）度（dù）嚴格控製（zhì）在20到40度之間。淬火完（wán）成後（hòu），取出工件空氣中自然（rán）冷卻。

⑷使用效果

改性高錳鋼板（bǎn）錘和破碎（suì）機錘頭在（zài）經過變質（zhì）處理後，細化了晶粒，使其耐磨性提高，且有較（jiào）好的韌性（xìng），有效（xiào）的防止了在強（qiáng）烈（liè）衝擊狀況下的斷裂和掉塊（kuài）問（wèn）題，其表麵加工（gōng）硬化能力也得到提高。普通高（gāo）錳鋼和（hé）改性高錳鋼板（bǎn）錘的使用性能對比如下表4-3。
表4-3  性（xìng）能對比表

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