[发明专利]一种复合齿板及其铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合齿板，同时还涉及该齿板的铸造方法，属于金属铸件制造技术领域。

背景技术

颚式破碎机是矿山、水泥和电力等行业广泛使用的破碎机械，齿板是其主要的易磨损件，其工作条件恶劣，在工作中经受各种物料的冲击与磨损。因此，齿板的性能要求必须满足有合适的硬度, 以抵抗物料的磨损；还应具有一定的韧性, 以抵抗疲劳剥落并防止裂断, 即具有较好的强韧性。

长期以来多采用高锰钢、超高锰钢及高铬合金钢等钢种制造，使用寿命有限，需要经常更换齿板。由于齿板质量大（>1.6吨/件），体积大（大约1800×1200×（80-150）毫米），破碎机每次更换齿板停机时间长。同时，每块齿板价格高，齿板的更换和消耗给生产和成本带来很大的影响。通过对更换下来的报废齿板进行分析研究，发现报废齿板的磨损区域很不均匀，严重磨损区域（即齿板的易磨损部位）都集中在齿板下侧（破碎机出料口一侧）不到整块齿板1/2的位置，而齿板上侧（破碎机进料口一侧）磨损极少。根据这一情况,齿板的结构及其铸造方法还有待进一步改进，以提高产品的质量和延长齿板使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合齿板，同时提供该复合齿板的铸造方法，以提高齿板的质量并延长其使用寿命。

本发明的技术方案如下：

首先设计一种复合齿板，包括耐磨合金块和基体部分，耐磨合金块镶嵌于基体部分，并且耐磨合金块位于齿板的易磨损部位，以增强齿板的耐磨性。

同时还对该复合齿板的铸造方法进行优化，所述齿板包括耐磨合金块和基体部分，其铸造方法包括以下步骤：

（1）基体部分的熔炼

基体部分的熔炼工艺采用碱性电弧炉氧化法进行熔炼，其中基体部分材质由以下重量百分含量的化学成分组成：C 1.15~1.25%，Mn 17~19%，Si≤0.6%，Cr 1.6~1.8%，Mo 0.5~0.8%，Ti 0.06~0.14%，RE 0.3%，S≤0.03%，P≤0.06%，余量为Fe和不可避免的杂质；

（2）造型工艺

采用水玻璃砂造型，将耐磨合金块埋入砂模型腔中适当位置后，充入二氧化碳硬化砂模，采用感应加热方式将耐磨合金块加热到1000-1100℃，将步骤（1）中熔炼获得的钢液浇入型腔，冷却凝固后脱模，并进行去砂打磨，所得铸件即为齿板；

（3）齿板的热处理

热处理炉温度加热至400℃时放入齿板，以每小时80℃的速度升温至700℃，保温2-3小时；再升温到1050℃保温8小时，出炉前升温到1080℃，随后将铸件从加热炉中取出，水冷至室温后，再加热到350℃-400℃保温6小时，进行时效处理。

所述的基体部分的熔炼工艺采用碱性电弧炉氧化法，具体方法包括以下步骤：在熔炼炉底部加入2-3%的底渣材料，底渣材料的成分及其重量百分含量为：石灰80%，萤石20%；回炉超高锰钢和碳素废钢配料，钼铁按照计算量随炉料加入，温度达到1550-1600℃时，按计算量加入烘干后的电解锰、铬铁及钛铁，温度为1500℃时，进行终脱氧；钢渣混出，钢水包提前清理干净，烘烤至上下均为红色时，钢水包内放置0.3%稀土硅铁合金，冲入法变质处理后即得符合成分要求的钢液。

所述的钢液在变质后需镇静5-6分钟，当温度为1420-1440℃时扒渣，用于浇注。

本发明由于采用了感应加热预埋耐磨合金块的方法，使耐磨合金块和基体扩散冶金结合，结合强度高，提高了齿板基体的强韧性和局部区域的耐磨性，因此齿板的使用寿命得到很大提高；同时铸件在经优化的热处理工艺处理之后，齿板的抗拉强度σb大于840Mpa，屈服强度σs 大于580 Mpa，冲击韧性值ak大于180J/cm²。

具体实施方式

实施例1

本实施例齿板的铸造方法

（1）基体部分的熔炼工艺

基体部分材质由以下重量百分含量的化学成分组成：C 1.15%，Mn 17%，Si 0.6%，Cr 1.6%，Mo 0.5%，Ti 0.06%，RE 0.3%，S 0.03%，P 0.06%，余量为Fe和不可避免的杂质，其熔炼工艺包括以下步骤：在熔炼炉底部加入2%的底渣材料，底渣材料的成分及其重量百分含量为：石灰80%，萤石20%；回炉超高锰钢和碳素废钢配料，钼铁按照计算量随炉料加入，温度达到1550℃时，按计算量加入烘干后的电解锰、铬铁及钛铁，温度为1500℃时，进行终脱氧；钢渣混出，钢水包提前清理干净，烘烤至上下均为红色时，钢水包内放置0.3%稀土硅铁合金，冲入法变质处理；