国内公路桥梁建设所用石料大多采用锤式破碎机一次性破碎，通过多层振动筛分选成所需的不同规格等级。石料破碎机结构设计简单，转速不是很高，所破碎石料硬度较高（大多为青石），入料粒度大(500～1000 mm)，出料粒度较小(≤50 mm)。目前，石料破碎机所用锤头材质大多为锻钢(65 Mn)，锤头使用寿命低，增加了拆装劳动强度和生产成本。为提高石料
破碎机锤头的使用寿命，经过多次试验，成功研制出价廉物美的低合金钢锤头，使用寿命为锻打钢锤头的3～4倍。
三门峡富通新能源科技有限公司销售破碎机、颚式破碎机、圆锥式破碎机、锤式破碎机等破碎设备。
1 前期试验
对现有使用厂家的锻打钢锤头进行硬度检测，测得其头部工作表面硬度61～63 HRC，柄部硬度32～37 HRC。按常规来讲，其应该具备较高的综合性能，即工作部位硬度高（耐磨损），非工作部位硬度低（即韧性高，不易被打断）；但实际工业应用结果却极不尽人意。分析原因为：其工作部位基体组织为马氏体和少量残余奥氏体，尽管马氏体硬度较高，但由于没有合金碳化物，因此在恶劣的冲击磨料磨损工况条件下，仅仅依靠马氏体硬度是不能胜任的；在使用过程中，锤头很容易被硬的物料磨削掉，降低其使用寿命。为了充分提高材料的耐磨性，应该在马氏体基体上附着部分较碛的合金碳化物硬质相，如(Fe，Cr)
3C碳化物，以提高材料的耐磨性。
2 低合金钢锤头化学成分的设计
锤头设计成分（w）为：0. 33%～0. 40%C，2.5%～4.5%Cr,0.3%～0.5%Cu,0.8%～1.0%Si,0.8%～1.2%Mn,<0.05%S、P。
3 铸造工艺的确定
3.1熔炼工艺
采用500 kg中频电炉（石英砂炉衬）熔炼，熔炼前加入石灰石和碎玻璃复合造渣剂，待大部分炉料熔化后扒渣，然后加入硅铁、锰铁脱氧，按1 kg/t的量插入铝丝进行终脱氧后出炉浇注。出炉温度不低于
1 600^C。
3.2 造型与浇注工艺
结合锤头外形结构（见图1），设计了锤头头部下方放外冷铁、上方放明冒口、柄部开内浇口的浇注工艺，以获得致密晶体组织，同时达到细化晶粒的效果；型砂为水玻璃面砂+普通粘土背砂，砂芯采用合脂油粘土砂；涂料采用醇基锆英粉涂料，搅拌均匀后刷涂两次，点火快干；冒口采用漂珠保温套。浇注前将钢包预热至400～600℃，钢液倒入钢包后立即在钢液表面抛撒聚渣剂，使得残余钢渣迅速聚集，进一步净化钢液，同时形成一层保温覆盖膜，浇注温度为1550～1600℃。
4 热处理工艺的确定
设计锤头工作部位盐水介质淬火（锤柄空淬）+整体风淬十低温回火的阶段式复合热处理工艺。淬火温度为880～940℃，回火温度为250～300℃。
试验发现：化学成分确定后淬火介质的选择对锤头力学性能的影响特别大。结果见表1。
表1 破碎机锤头热处理实验结果
|
序号 |
介质类别与淬火时间 |
HRC |
|
头部 |
尾部 |
|
1 |
头部PQL介质淬火（柄部空淬）120～180 s+整体风淬3～5 min+空冷+回火 |
45～50 |
33～38 |
|
2 |
头部水介质淬火（柄部空淬）60～90 s+整体风淬3～5 min+空冷+回火 |
48～52 |
33～40 |
|
3 |
头部盐水淬火（柄部空淬）30～50 s+整体风淬3～5 min+空冷+回火 |
50～55 |
33～42 |
5 工业应用效果
安徽MD石料厂原锻钢锤头使用寿命为2天，采用低合金钢锤头后，使用寿命提高为5～7天；按照用户提出的更高要求，对现有锤头工作部位结构进行了改进设计，增加了锤头的有效工作面积，使用寿命提高为7～8天。河南XY石料厂原锻钢锤头使用寿命为2～3 h，采用低合金钢锤头后，使用寿命8～10 h。安徽YT石料厂所破石料含部分铁矿石，原锻钢锤头使用寿命为2天，采用低合金钢锤头后，使用寿命提高为3～4天。
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