２０ ０ ５年第１期煤矿机械・１７・文章编号： １００３． ０７ ９４（ ２００５）０１． ００１７ ． ０２高铬铸铁锤头的研究与应用晁建兵１， 符寒光２（ １． 长安大学工程机械学院， 西安７ １０ ０ ６ ４ ； ２． 清华大学， 北京１０ ０ ０ ８ ４ ）摘要： 采用高铬铸固后于高温区间缓慢冷却或停留工艺， 能明显提高过冷奥氏体的稳定性。 增加高铬铸铁锤头淬透性， 新工艺生产高铬铸铁锤头具有工艺简单、 生产所带来的成本低和抗冲击磨损性能好等特点， 常规使用的寿命达到高锰钢锤头的３． １５倍， 而材料费用仅是高锰钢的４ ８ ％， 推广使用高铬铸铁锤头具有非常好的经济效益。关键词： 高铬铸铁； 破碎机锤头； 过冷奥氏体； 冷却速度； 耐磨性中图号： Ｔ Ｇ ３１５． ３文献标识码： Ａ１前言锤式破碎机是冶金、 矿山、 煤炭、 建材...
２０ ０ ５年第１期煤矿机械・１７・文章编号： １００３． ０７ ９４（ ２００５）０１． ００１７ ． ０２高铬铸铁锤头的研究与应用晁建兵１， 符寒光２（ １． 长安大学工程机械学院， 西安７ １０ ０ ６ ４ ； ２． 清华大学， 北京１０ ０ ０ ８ ４ ）摘要： 采用高铬铸固后于高温区间缓慢冷却或停留工艺， 能明显提高过冷奥氏体的稳定性。 增加高铬铸铁锤头淬透性， 新工艺生产高铬铸铁锤头具有工艺简单、 生产所带来的成本低和抗冲击磨损性能好等特点， 常规使用的寿命达到高锰钢锤头的３． １５倍， 而材料费用仅是高锰钢的４ ８ ％， 推广使用高铬铸铁锤头具有非常好的经济效益。关键词： 高铬铸铁； 破碎机锤头； 过冷奥氏体； 冷却速度； 耐磨性中图号： Ｔ Ｇ ３１５． ３文献标识码： Ａ１前言锤式破碎机是冶金、 矿山、 煤炭、 建材和交通等行业中广泛使用的设备， 其中锤头是最容易磨损失效的配件。 为了更好的提高锤头的耐磨性， 国内外已研制出了铬钼铜多元高铬铸铁锤头， 主要是采用降低含碳量和添加钼、 锰、 铜等合金元素的措施来提高高铬铸铁过冷奥氏体的稳定性， 以保证在空冷条件下不发生珠光体转变。 这不仅会使高铬铸铁中的残余奥氏体量增加且难以消除， 导致耐磨性降低， 而且会使热处理工艺变得复杂， 生产所带来的成本提高。 经过多年的探索， 研制出了一种新的高铬铸铁锤头， 利用给用户所带来了较好的经济效益。２锤头化学成分的选择锤头工作条件恶劣， 要求锤头既要有相当的韧性。 又要有一定的硬度， 二者达到最佳配合。 锤头的失效形式是磨损和断裂， 主要磨损形式是凿削和犁削。 从工况分析用高铬铸铁制作锤头是合适的， 因为这种含铬＞ １２％的白口铸铁不仅仅具备较高的硬度， 而且具备比较好的韧性， 其组织中的碳化物是（ ｃｒ，Ｆ ｅ ）７ ｃ３型， 显微硬度Ｈ Ｖ ｌ３０ ０ ． １８ ０ ０ 。 根据锤式破碎机锤头的服役条件， 选用锤头材料的化学成分如表１所示。表１高铬铸铁锤头化学成分Ｔ ａ ｂ ． １Ｔ ｈ ｅ ｃｈ ｅｍ ｉｃａ ｌｃｏ ｍ ｐ ｏ ｓｉｔｉｏ ｎｏ ｆＭ ｇ ｈｃ ｈ ｒ ｏ ｍ ｉｕ ｍ ｃ ａ ｓｔｉｒ ｏ ｎ ｈ ａ ｍ ｍ ｅ ｒ元素ＣｓｉＭ ｎｃ ｒＳＰ含量／％２． ６２． ８０ ． ５０ ． ８Ｏ ． ６ ０ ． ９１４ １６０ ． ０ ５Ｏ ． １３ 试验方法用Ｃ Ｒ 一１型差热分析仪测定高铬铸铁过冷奥氏体在连续冷却条件下珠光体转变温度； 用Ｒ Ａ Ｘ 一１２型ｘ 射线衍射仪测定高铬铸铁中的残余奥氏体含量； 用洛氏硬度计和显微硬度计分别测定试样的宏观硬度和显微硬度； 在Ｍ Ｌ Ｄ 一１０ 型动载磨损试验机上进行冲击磨损试验（ 冲击功为１． ５Ｊ， 冲击次数为１００ ０ ０ 次， 磨料为水泥熟料， 其硬度Ｈ Ｖ ４ ７ ０ ）； 冲击试样尺寸２０ｍ ｍ × ２ ０ ＩＴ ｌｎ ｌ× １１０ｍ ｍ ， 无缺口。４ 试验结果及分析试样采用炉冷、 风冷、 空冷和雾冷等方法改变冷却速度， 用差热分析仪测定珠光体转变的开始温度和终了温度。 实验根据结果得出： 高铬铸铁采用加热至９ ８ ０ ℃保温后冷却， 在冷速达到１９ ０ ℃／ｍ ｉｎ 时仍要发生珠光体转变。 而当高铬铸固后， 于高温区间缓慢冷却或停留， 能明显提高其过冷奥氏体的稳定性。 当凝固后以１０ ～２０ ℃／ｒ ａ ｉｎ 的冷速冷到９ ８ ０℃后保温２０ ｍ ｉｎ ， 在以后的冷速＞ ７ ０ ｏ Ｃ ／ｍ ｉｎ 时， 可避免珠光体转变发生。 这一现象的发生， 是因为高铬铸铁在通常热处理的加热保温过程中， 奥氏体中溶入的碳、 铬较少， 稳定性不够高， 而在凝固后的高温区间快速冷却， 又会因凝固时的偏析作用， 使奥氏体成分不均匀， 在临近碳化物区， 其碳、 铬含量较低， 易发生珠光体转变。 而高铬铸固后在高温区间缓冷或保温， 可使奥氏体成分趋于均匀， 且碳、 铬含量较高， 故过冷奥氏体的稳定性显著提升。５高铬铸铁锤头的生产和应用锤头的化学成分按表１配制， 铁水在１５０ ｋ ｇ 中频感应电炉中熔化， 铁水出炉温度１ ５０ ０ ｏ Ｃ ， 浇注温度１ ４ ３ ０ ～１ ４ ５０ ℃， 锤头在湿砂型中铸造， 壁厚５０ｎ ｌｌｎ ， 浇注后在砂型中停留２０ｒ ａ ｉｎ 测得温度降至９ ６ ０℃， 开箱风冷锤头， 测得高温段平均冷速为９ ０ ℃，ｍ ｉｎ ， 当锤头冷至室温后于５３０ ℃回火２ ｈ 。 用线切割机在处理过的锤头上切取试样， 测其硬度、 冲击韧性和磨损失重， 并与空淬加低温回火试样作比较，高铬铸铁锤头性能如表２所示。 采用新工艺生产的高铬铸铁在适当的高温风冷并经５３０ ｏ Ｃ 回火２ｈ 处理后， 其性能与传统的热处理方式相比， 虽然硬度较低， 但有较高的冲击韧性和较小的磨损失重， 具有较万方数据
