一種雙液雙金屬復合錘頭及其鑄造工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙液雙金屬復合錘頭及其鑄造工藝，其采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分設有冷鐵，讓該部金屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂型，先澆注錘柄后澆注錘頭；當低合金鋼澆注到指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達到900°C時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，經充分冷卻至室溫后再開箱，清砂打磨后送到熱處理。本發明通過復合金屬的制作工藝，利用耐磨可抗沖擊性能較好的材料制造錘頭，提高錘頭的使用壽命，利用韌性較好的材料制造錘柄，提高錘柄的抗沖擊能力，利用兩種不同材料的性能來滿足錘頭和錘柄的使用要求，從而使錘頭綜合性能大大提高。
【專利說明】一種雙液雙金屬復合錘頭及其鑄造工藝
【技術領域】
[0001] 本發明涉及錘頭的鑄造工藝，具體涉及一種雙液雙金屬復合錘頭鑄造工藝。
【背景技術】
[0002] 錘頭是破碎機的關鍵部件，其端部磨損程度決定出料粒度的大小，因此通常被 設計成頭部和柄兩部分頭部分，頭部直接與物料發生撞擊，要求有較高的硬度和耐磨性， 起連接作用的錘柄不直接參與磨損，只需具備相應韌性和強度。生產中常采用高鉻鑄鐵 (KmTBCr26)做錘頭與鑄鋼（ZG270- 500)做錘柄的復合鑄造。
[0003] 近年來，為了解決傳統錘頭耐磨性不足的問題，又開發了雙金屬材質復合錘頭，即 錘柄部位采用了低合金鋼或中碳鋼材質，取其強度、韌性優良的特點；錘頭部位采用了高鉻 鑄鐵硬度高的性能，以達到耐磨目的。其鑄造工藝步驟分為兩次鑄造。第一步用砂鑄或真空 鑄造完成錘柄鑄件部分；第二步再通過砂鑄或真空鑄造方式將預制好的錘柄放在型腔內， 用高鉻鑄鐵金屬液將含在錘頭部位內的錘柄進行澆注，即用高鉻鑄鐵材質的金屬液將錘柄 部位包裹、成型。這種方法是液固復合鑄造。其不足之處是工序多、時間長，清整打磨量大， 尤其是錘頭包裹錘柄部位容易出現質量缺陷。從而造成了在破碎生產作業中經常出現錘頭 與錘柄結合處開裂和錘頭擊打部位金屬脫落的情況。
[0004] 因此，許多人集中研究液-液鑄造工藝。但是這種工藝其現場操作困難更大，質量 更難穩定。報道雖然很多，但不能在大生產中應用，距離批量生產出質優價廉的錘頭，相差 甚遠。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是就以上現有技術的缺陷提供了一種雙液雙金屬復合錘頭鑄造工 藝。
[0006] 本發明的目的可以通過以下技術方案實現： 一種雙液雙金屬復合錘頭， 其錘柄的原料按重量百分比包括以下組分：C :0. 38?0. 48%，Mn :0. 8?1. 2%，Si : 0· 4?0· 8%，Cr :0· 8?L 2%，Mo :0· 6?0· 9%，Ni :0· 8?L 0%，P :彡 0· 04%，S :彡 0· 04%，變質劑： 1. 225%，余量為鐵； 其錘頭的原料按重量百分比包括以下組分：：C :2. 4~3. 6%，Mn :1. 3~1. 6%，Si : 0· 3?0· 5%，Cr : 18?23%，Mo : L 5%，Ni : L 8%，P :彡 0· 07%，S :彡 0· 07%，變質劑：L 22%，余量為 鐵。
[0007] 所述錘柄原料中的變質劑是由 V- Fe :0. 3%、Ti-Fe :0. 3%、Re :0. 2%、B- Fe : 0· 025%、Si - Ca :0· 3%、球化劑：0· 1% 組成。
[0008] 所述錘頭原料中的催化劑是由 V- Fe :0. 3%、Ti-Fe :0. 3%、Re :0. 2%、B- Fe : 0· 02%、Si-Ca :0· 3%、球化劑：0· 1% 組成。
[0009] 雙液雙金屬復合錘頭的鑄造工藝，其特征是采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設 有冒口，錘頭部分(耐磨處）設有冷鐵，讓該部金屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂 型，先澆注錘柄后澆注錘頭。
[0010] 雙液雙金屬復合錘頭的鑄造工藝，其特征是當低合金鋼澆注到指定位置時，即停 止注燒，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達到900°C-1200°C時，再從 另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，經充分冷卻至室溫后再開箱，清砂打磨后送到 熱處理。
[0011] 所述的熱處理為：將錘頭進行淬火工藝，先加熱到350°c保溫1小時，650°C保溫 1. 5小時，980°C-1050°C保溫4一5小時后空冷；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C 保溫4一6小時后進行空冷。
[0012] 所述熱處理中淬火工藝中的空冷步驟之前采用先噴霧15 - 20分鐘，當錘頭變為 暗紅時，繼續吹風20分鐘，當時錘頭為黑紅時，停風空冷。
[0013] 本發明的有益效果為： (1)通過復合金屬的制作工藝，利用耐磨可抗沖擊性能較好的材料制造錘頭，提高錘頭 的使用壽命，利用韌性較好的材料制造錘柄，提高錘柄的抗沖擊能力，利用兩種不同材料的 性能來滿足錘頭和錘柄的使用要求，從而使錘頭綜合性能大大提高。
[0014] (2)由于液液復合高鉻鑄鐵耐磨錘頭的錘柄與錘頭結合性好、完美得具備了韌硬 兼優的使用性能，比現有高錳鋼、中合金鑄造、道軌鋼鍛造、液固復合鑄造錘頭相比，提高了 使用壽命，減少了用戶頻繁更換錘頭的時間和維修費用，減輕了作業人員的勞動強度，并為 國家節省了大量的鋼鐵資源。
[0015] (3)利用回火、空冷熱處理工藝，提高了鑄件的韌性和硬度，從先進的工藝上保障 了產品質量的優良。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明： 實施例1 : 一種雙液雙金屬復合錘頭： 其錘柄的原料按重量百分比包括以下組分：C :0. 38%，Mn :0. 8%，Si :0. 4%，Cr :0. 8%，Mo : 0· 6%，Ni :0· 8%，P :彡 0· 04%，S :彡 0· 04%，變質劑：1. 225%，余量為鐵； 其錘頭的原料按重量百分比包括以下組分：C :2. 4%，Mn :1. 3%，Si :0. 3%，Cr :18%，Mo : L 5%，Ni :L 8%，P :彡 0· 07%，S :彡 0· 07%，變質劑：L 22%，余量為鐵。
[0017] 本發明的鑄造工藝，包括以下步驟： 對100公斤優質鋼鐵進行成分檢測，根據檢測結果，其C、S、P的含量均在要求的范圍之 內，含有的其他元素的種類符合要求，且含量均未超標，在合格的優質鋼鐵中加入0. 7公斤 硅鐵、0. 8公斤錳鐵、23. 5公斤的鉻鐵、0. 2公斤鎳礦，0. 021公斤鑰鐵； 采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分(耐磨處）設有冷鐵，讓該部金 屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂型，先澆注錘柄后澆注錘頭；當低合金鋼澆注到 指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達到900°C 時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，撒蓋保溫劑，經充分冷卻至室溫后再 開箱，清砂打磨后送到熱處理；將錘頭進行淬火工藝，先加熱到350°C保溫1小時，650°C保 溫I. 5小時，980°C保溫4小時，而后用噴霧噴15分鐘，當錘頭變為暗紅時，繼續吹風20分 鐘，當時錘頭為黑紅時，停風空冷；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C保溫4小時后 進行空冷。
[0018] 實施例2 一種雙液雙金屬復合錘頭： 其錘柄的原料按重量百分比包括以下組分：C : 0. 48%，Mn :1. 2%，Si :0. 8%，Cr :1. 2%， Mo :0· 9%，Ni :1· 0%，P :彡 0· 04%，S :彡 0· 04%，變質劑：1· 225%，余量為鐵； 其錘頭的原料按重量百分比包括以下組分：C :3. 6%，Mn :1. 6%，Si :0. 5%，Cr :23%，Mo : L 5%，Ni :L 8%，P :彡 0· 07%，S :彡 0· 07%，變質劑：L 22%，余量為鐵。
[0019] 本發明的鑄造工藝，包括以下步驟： 對100公斤優質鋼鐵進行成分檢測，根據檢測結果，其C、S、P的含量均在要求的范圍之 內，含有的其他元素的種類符合要求，且含量均未超標，在合格的優質鋼鐵中加入0. 7公斤 硅鐵、0. 8公斤錳鐵、23. 5公斤鉻鐵、0. 2公斤鎳礦，0. 021公斤鑰鐵； 采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分(耐磨處）設有冷鐵，讓該部 金屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂型，先澆注錘柄后澆注錘頭；當低合金鋼澆 注到指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達到 1200°C時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，撒蓋保溫劑，經充分冷卻至室 溫后再開箱，清砂打磨后送到熱處理；將錘頭進行淬火工藝，先加熱到350°C保溫1小時， 650°C保溫1. 5小時，1050°C保溫5小時，而后；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C 保溫5小時后進行空冷；用噴霧噴15分鐘，當錘頭變為暗紅時，繼續吹風20分鐘，當時錘頭 為黑紅時，停風空冷；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C保溫5小時后進行空冷。
[0020] 實施例3 : 一種雙液雙金屬復合錘頭： 其錘柄的原料按重量百分比包括以下組分：C :0. 4%，Mn :0. 9%，Si :0. 6%，Cr :0. 9%，Mo : 0· 7%，Ni :0· 9%，P :彡 0· 04%，S :彡 0· 04%，變質劑：L 225%，余量為鐵； 其錘頭的原料按重量百分比包括以下組分：C :2. 8%，Mn :1. 4%，Si :1. 4%，Cr :19%，Mo : L 5%，Ni :L 8%，P :彡 0· 07%，S :彡 0· 07%，變質劑：L 22%，余量為鐵。
[0021] 本發明的鑄造工藝，包括以下步驟： 對100公斤優質鋼鐵進行成分檢測，根據檢測結果，其C、S、P的含量均在要求的范圍之 內，含有的其他元素的種類符合要求，且含量均未超標，在合格的優質鋼鐵中加入0. 7公斤 硅鐵、0. 8公斤錳鐵、23. 5公斤鉻鐵、0. 2公斤鎳礦，0. 021公斤鑰鐵； 采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分(耐磨處）設有冷鐵，讓該部 金屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂型，先澆注錘柄后澆注錘頭；當低合金鋼澆 注到指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達到 KKKTC時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，撒蓋保溫劑，經充分冷卻至室 溫后再開箱，清砂打磨后送到熱處理；將錘頭進行淬火工藝，先加熱到350°C保溫1小時， 650°C保溫1. 5小時，1000°C保溫4小時，而后用噴霧噴15分鐘，當錘頭變為暗紅時，繼續吹 風20分鐘，當時錘頭為黑紅時，停風空冷；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C保溫4 小時后進行空冷。
[0022] 實施例4 : 一種雙液雙金屬復合錘頭： 其錘柄的原料按重量百分比包括以下組分：C :0. 43%，Mn :1. l%，Si :0. 6%，Cr :1. 0%，M〇 : 0· 8%，Ni :0· 9%，P :彡 0· 04%，S :彡 0· 04%，變質劑：1. 225%，余量為鐵； 其錘頭的原料按重量百分比包括以下組分：C :3. 0%，Mn :1. 5%，Si :0. 4%，Cr :20%，Mo : L 5%，Ni :L 8%，P :彡 0· 07%，S :彡 0· 07%，變質劑：L 22%，余量為鐵。
[0023] 本發明的鑄造工藝，包括以下步驟：對100公斤優質鋼鐵進行成分檢測，根據檢測 結果，其C、S、P的含量均在要求的范圍之內，含有的其他元素的種類符合要求，且含量均未 超標，在合格的優質鋼鐵中加入0. 7公斤硅鐵、0. 8公斤錳鐵、23. 5公斤鉻鐵、0. 2公斤鎳礦， 0. 021公斤鑰鐵； 采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分(耐磨處）設有冷鐵，讓該部 金屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂型，先澆注錘柄后澆注錘頭；當低合金鋼澆 注到指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達到 IKKTC時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，撒蓋保溫劑，經充分冷卻至室 溫后再開箱，清砂打磨后送到熱處理；將錘頭進行淬火工藝，先加熱到350°C保溫1小時， 650°C保溫1. 5小時，1050°C保溫4小時，而后；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C 保溫5小時后進行空冷；用噴霧噴20分鐘，當錘頭變為暗紅時，繼續吹風20分鐘，當時錘頭 為黑紅時，停風空冷；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C保溫5小時后進行空冷。
[0024] 實施例5 : 其錘柄的原料按重量百分比包括以下組分：C :0. 46%，Mn :1. 1%，Si :0. 7%，Cr :1. 1%，Mo : 0· 8%，Ni :L 0%，P :彡 0· 02%，S :彡 0· 02%，變質劑：L 225%，余量為鐵； 其錘頭的原料按重量百分比包括以下組分：C :3. 5%，Mn :1. 5%，Si :0. 5%，Cr :22%，Mo : L 5%，Ni :L 8%，P :彡 0· 04%，S :彡 0· 04%，變質劑：L 22%，余量為鐵。
[0025] 本發明的鑄造工藝，包括以下步驟： 對100公斤優質鋼鐵進行成分檢測，根據檢測結果，其C、S、P的含量均在要求的范圍之 內，含有的其他元素的種類符合要求，且含量均未超標，在合格的優質鋼鐵中加入0. 7公斤 硅鐵、0. 8公斤錳鐵、23. 5公斤鉻鐵、0. 2公斤鎳礦，0. 021公斤鑰鐵； 采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分(耐磨處）設有冷鐵，讓該部 金屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂型，先澆注錘柄后澆注錘頭；當低合金鋼澆 注到指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再停止數秒，當鋼液達到 1200°C時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口，撒蓋保溫劑，經充分冷卻至室 溫后再開箱，清砂打磨后送到熱處理；將錘頭進行淬火工藝，先加熱到350°C保溫1小時， 650°C保溫1. 5小時，1000°C保溫5小時，而后；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C 保溫5小時后進行空冷；用噴霧噴20分鐘，當錘頭變為暗紅時，繼續吹風20分鐘，當時錘頭 為黑紅時，停風空冷；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到400°C保溫5小時后進行空冷。
[0026] 實施例1-5所述的一種雙液雙金屬復合錘頭，其中，所述錘柄原料中的變質劑是 由 V- Fe :0· 3%、Ti-Fe :0· 3%、Re :0· 2%、B- Fe :0· 025%、Si-Ca :0· 3%、球化劑：0· 1% 組成； 所述錘頭原料中的催化劑是由 V- Fe :0. 3%、Ti一Fe :0. 3%、Re :0. 2%、B- Fe :0. 02%、Si- Ca :0. 3%、球化劑：0. 1%組成。
[0027] 上述實施例中，實施例5為本發明的最佳實施例。
[0028] 表一：物理性能測試結果(錘柄部位）
【權利要求】
1. 一種雙液雙金屬復合錘頭，其特征在于： 錘柄的原料按重量百分比包括以下組分：C :0. 38?0. 48%，Mn :0. 8?1. 2%，Si :0. 4?0. 8%， Cr :0· 8?L 2%，Mo :0· 6?0· 9%，Ni :0· 8?L 0%，P :彡 0· 04%，S :彡 0· 04%，變質劑：1· 225%，余量 為鐵； 錘頭的原料按重量百分比包括以下組分：：C :2. 4?3. 6%，Mn :1. 3?1. 6%，Si :0. 3?0. 5%， Cr : 18?23%，Mo :L 5%，Ni :L 8%，P :彡 0· 07%，S :彡 0· 07%，變質劑：L 22%，余量為鐵。
2. 根據權利要求1所述的一種雙液雙金屬復合錘頭，其特征在于：所述錘柄原料中的 變質劑是由 V - Fe :0· 3%、Ti-Fe :0· 3%、Re :0· 2%、B- Fe :0· 025%、Si-Ca :0· 3%、球化劑： 0. 1%組成。
3. 根據權利要求1所述的一種雙液雙金屬復合錘頭，其特征在于：所述錘頭原料中的 催化劑是由 V- Fe :0· 3%、Ti-Fe :0· 3%、Re :0· 2%、B- Fe :0· 02%、Si-Ca :0· 3%、球化劑： 0. 1%組成。
4. 一種雙液雙金屬復合錘頭的鑄造工藝，其特征在于：主要包括如下步驟： (1) 采取平做立澆，有兩個外澆口，頂部設有冒口，錘頭部分(耐磨處）設有冷鐵，讓該部 金屬液快速凝固，使其組織致密，砂型為自砂型，先澆注錘柄后澆注錘頭； (2) 當低合金鋼澆注到指定位置時，即停止注澆，停止數秒，加入已備好的變質劑后再 停止數秒，當鋼液達到900°C-1200°C時，再從另個澆注口澆注高合金鑄鐵，直到澆滿冒口， 撒蓋保溫劑，經充分冷卻至室溫后再開箱，清砂打磨后送到熱處理。
5. 根據權利要求4所述的一種雙液雙金屬復合錘頭的鑄造工藝，其特征在于： 步驟（2)所述的熱處理為：將錘頭進行淬火工藝，先加熱到350°C保溫1小時，650°C保 溫1. 5小時，980°C - 1050°C保溫4一5小時后空冷；然后后進行回火工藝，將錘頭加熱到 400°C保溫4一6小時后進行空冷。
6. 根據權利要求5所述的一種雙液雙金屬復合錘頭的鑄造工藝，其特征在于： 所述熱處理淬火工藝中的空冷步驟之前采用先噴霧15 - 20分鐘，當錘頭變為暗紅時， 繼續吹風20分鐘，當時錘頭為黑紅時，停風空冷。
【文檔編號】C22C38/56GK104213035SQ201410402927
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月16日 優先權日:2014年8月16日
【發明者】姬勝國 申請人:無棣向上機械設計服務有限公司