秸秆粉碎机新闻动态
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破碎机锤头铸造研究现状
发布时间：2013-05-11 07:47 来源：未知
在冶金、矿山、水泥、建材、电力、化肥、煤炭、化工、水力及城市建设等行业中，大量的物料需要破碎，每年消耗的用于破碎的抗磨工件数量很大，以四川、重庆为例，据不完全统计，仅大小水泥厂就有600多家，其中年产水泥100万吨以上的就有3家。目前，破碎物料的常用设备有鄂式破碎机、锤式破碎机、单辊破碎机、反击式破碎机和圆锥破碎机等，锤头是破碎机常用的易损、易耗件，它在高速旋转状态下，与下落的物料发生剧烈的碰撞，从而破碎物料，因此，锤头处于高冲击、高应力磨料磨损状态下，其工况条件十分恶劣。锤头所破碎的物料一般是岩石、金属矿石等坚硬的物体，其磨损消耗十分迅速，有的十几天，甚至几天就需更换，此外，在生产中还经常出现锤头破断的事故，造成�；２５ス跗扑榛捎谄渚哂薪峁辜虻�，破碎比大，耗能较低，出料均匀，对物料的种类适应性强等特点，正获得日益广泛的应用，尤其是应用于各大钢铁企业烧结系统。近十年来，国内外科技工作者针对现阶段所使用的锤头存在的问题，进行了大量的研究，取得了一定的成效，但尚有不少急待解决的问题，最突出的问题是硬度和韧性两个关键力学性能指标无法同时达到较高水平，极大地限制了破碎机破碎效率的提高。
1、高锰钢锤头高锰钢锤头受到高冲击后，具有良好的加工硬化性能，加工硬化的原因早期的观点是形变诱发马氏体相变，此后有位错硬化说、孪晶硬化说、Fe-Mn-C原子团硬化说、微晶和非晶态硬化说等。加工硬化后表面硬度可由HB200左右上升到HB500以上，金属基本仍保持优良的韧性，使用可靠，因此在高冲击工况下，应用较广。但是由于它屈服强度低，使用过程中易产生塑性流变，同时锤头工作时如果冲击力不够大，不足以使其产生充分硬化时，它反而容易被磨损，使用寿命较低；还有，高锰钢锤头在300℃以下时，其内部组织的晶界周围会产生碳化物的重新析出，结果是，一个比较完整致密的基体被碳化物割裂开来，由于基体的硬度比碳化物低，基体先磨损，使碳化物凸现出来，凸现出来的碳化物被划伤、击落或脱落，失去对基体的保护作用，基体进一步磨损，如此循环往复，致使高锰钢锤头不耐磨，使用寿命短。因此在美国、西欧、日本等国多加入2%以上的铬、铝、镍等元素进行合金化。国外具有代表性的厂家有德国的O&K公司的MAMMUT,丹麦史密斯公司(FLS)EV破碎机HES，德国洪堡公司(KHD)的HES和HDS破碎机及同本粟米铁工所。国内一般在设计改性高锰钢锤头的化学成分时，有意识地加入了铬(Cf)、铝(Mo)、钛(Ti)、钒(V)和稀土元素，降低奥氏体的稳定性，使其基体上形成了大量微小的第二相质点，阻止位错运动，从而强化基体，并且使其在奥氏体上弥散析出球状碳化物，净化晶界，改善夹杂物的形态和分布，实现综合强化，使其具有高韧性、高强度和良好的抗磨损性能，如合肥水泥研究设计院研制出了破碎机用高碳铬镍铜合金钢锤头，使用效果较好
2、高铬铸铁类锤头Zum Gahrf16-211等人对高铬铸铁的研究表明：共晶碳化物的体积分数是影响磨损和断裂的显著因素，随着Cr/C的增大，碳化物提高韧性的作用增大了，此外晶粒随着Cr/C的增大变得细小了，碳化物的晶格类型也由M3C-M3C+M7C3-M7C3过渡。M7C3的硬度比M3C高很多，故增强了材料的耐磨一性。碳化物的存在，是高铬铸铁磨损抗力高的主要原因。高铬铸铁以其良好的耐磨性成为现在使用最广泛的锤头制造材料之一。20世纪30年代，几乎是在发展镍硬马氏体白口铸铁的同时，主要在美国进行了含10%-30%Cr的高铬铸铁的研究，而后，英国、前苏联、德国等也相继进行了大量的生产性研究，60年代以后，由于电炉熔炼的广泛应用，使得这种铸铁的应用获得了相当大的发展。高铬白口铸铁由于成分设计的特点，具有比镍硬白口铸铁更好的组织、性能和抗磨能力。铬的加入改变了白口铸铁的碳化物结构类型，由普通白口铸铁中的网状M3C型变为断网状的M7C3型，这不仅提高了耐磨性，而且提高了韧性。高铬铸铁含铬量大于11%，铬、碳含量比值超过3.5时，基体中主要是M7C3型碳化物，且大都呈孤立的条状分布，与呈网状连续分布的M3C型碳化物相比，大大增强了基体的连续性，因而整体材料的韧性有显著提高，目前，高铬铸铁己经是公认的优良抗磨材料，具有优良的抗磨料磨损能力，冲击韧性也优于其它合金白口铸铁。高铬铸铁含较多的C、Cr、W、M。、V等元素，耐磨性较好，价格较高。国内外在提高高铬铸铁性能方面做了不少研究工作，采取了一些措施，取得了一定的效果，但也存在的问题。受制造工艺的限制，高铬铸铁材料的硬度一般共HRC55，否则制造过程中锤体易产生裂纹，若将带裂纹的锤体装机使用，则原有裂纹和使用过程中形成的裂纹易扩展形成穿透性裂纹，导致锤体大块脱落，锤头寿命大幅下降，这使锤头寿命在现有技术基础上很难进一步提高。
3、复合锤头对于10kg以上锤头，已有采用双金属复合铸造的报道[26-29]，锤柄可采用中、低碳钢，锤头磨损部分为高铬铸铁，可充分发挥碳钢韧性好，使用安全，高铬铸铁硬度高，耐磨性好的特点，复合锤头以镶铸式和双金属同时浇注熔合式为主。但目前，此类锤头存在的主要问题是，在使用中，容易沿结合面发生脱落，危及设备安全，因此应用推广受到制约；此外，还在锤头的端部镶嵌硬质合金，但研究起步时间不长，仅有极少的文献报道
4、其它材质锤头近年来，科技工作者对其它类材质的锤头也进行了研究，主要有：马氏体球铁锤头、钢基SIC颗粒增强复合材料耐磨锤头、高铬合金酬磨焊条堆焊锤头，高铬合金耐磨金属利用高铬合金中的硬相质点提高锤头表面硬度，锤头的心部仍然保持原来的奥氏体组织，具有高的塑性和韧性；为了提高高铬铸铁的性能，还有在高铬铸铁中加钢筋网的锤头等，这些类型的锤头可能具有某些方面的优点，但仍无法全面满足锤头的工况要求，因此应用很少。镍硬铸铁国外研究及应用较多，但由于我国镍资源短缺，价格昂贵，国内很少将镍用于锤头的制造。
