[发明专利]一种破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺及其专用装置

说明书

技术领域

本发明涉及耐磨材料的热处理技术，具体为一种破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺方法及其专用装置。

背景技术

随着我国工业水平的不断提高，耐磨材料的应用领域十分广泛，消耗量越来越大。据统计，2009年我国磨料磨损工况消耗的钢铁材料耐磨铸件在350万吨以上。并且，目前正以年均5%-10%的增长率快速增长（李卫.中国铸造耐磨材料的发展.铸造,2012,9:967-984）。

破碎机锤头是锤式破碎机细碎矿物原料的关键耐磨部件。根据其工作特点，破碎机锤头的头部必须具有较高的耐磨性能，同时锤柄又要耐冲击。目前，锤头的材质和形状多种多样，但主要分两大类，一种是单一材质锤头，一种是复合材质锤头。单一材质锤头（如高锰钢、低合金耐磨钢）制造工艺简单，但是难以同时兼顾较高的耐磨性能和良好的抗冲击韧性。破碎机复合锤头则通过复合铸造方法，将不同材质的锤头和锤柄液态熔敷为一体，在保证锤头具有较高耐磨性能的同时，锤柄具有良好的抗冲击性能。

破碎机复合锤头头部与锤柄材质的差异，导致其热处理工艺十分复杂，在实际生产中极易出现裂纹缺陷和硬度偏低等问题。如果单独采用风冷淬火的方式进行热处理，复合锤头头部冷速受限，冷却过程中只能获得珠光体或者部分马氏体组织，从而引起硬度偏低和导致耐磨性能较差的问题；如果单独采用油冷淬火的方式进行热处理，高铬铸铁锤头头部导热性较差造成热应力较大，与冷却过程中马氏体相变产生的组织应力相叠加，极易产生严重开裂，直接导致报废。而且，在实际生产过程中，复合锤头热处理出炉后一般采用串杆悬挂方式整体进行淬火。但是，由于受到锤柄圆孔尺寸的限制，串杆较细，容易弯曲造成锤头向中间聚拢，影响淬火冷却效果。此外，复合锤头热处理出炉后串杆较为复杂，耗时较长，造成淬火温度控制困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺方法及其专用装置，这种方法借助专用热处理装置，采用油冷与空冷相结合的双级淬火方法，并通过控制淬火介质与工件质量的比例，成功解决了破碎机复合锤头实际生产中传统油淬开裂和风冷硬度偏低等技术难题。

本发明的技术方案为：

一种破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺，首先，将间距相同的破碎机复合锤头整齐地悬挂于专用装置上，统一装炉，以≤100℃/h的升温速率加热至500-600℃时均温2-4h后，加热至900-1050℃温度范围内保温2-6h，将破碎机复合锤头或者破碎机复合锤头与专用装置放入淬火油油槽中进行油淬，油淬时间2-7min，当破碎机复合锤头的头部表面温度达到马氏体开始转变温度（Ms）-500℃温度区间时，从油槽中取出，空冷至室温；然后，将破碎机复合锤头以≤100℃/h的升温速率加热至200-500℃、保温4-12h进行中低温回火后，以炉冷方式冷却至室温。

所述的破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺，破碎机复合锤头的锤柄部位选材为碳钢或低合金钢，破碎机复合锤头的头部选材为高铬铸铁。

所述的破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺，高铬铸铁中，C含量为2.0-4.0%，Cr含量为12-25%，铬碳比为3.5-12.5，破碎机复合锤头的头部厚度不小于30mm。

所述的破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺，破碎机复合锤头的头部材质高铬铸铁硬度达60HRC以上。

所述的破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺，大批量热处理时，破碎机复合锤头与专用装置一起吊入油槽中淬火，淬火油质量为油槽中破碎机复合锤头与专用装置质量总和的2-5倍。

所述的破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺，小批量热处理时，破碎机复合锤头单独吊入油槽中淬火，淬火油质量为油槽中破碎机复合锤头质量总和的2-5倍。

所述的破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺，在油淬过程中，将破碎机复合锤头沉入油槽底部，且进行左右摇晃；或者，将破碎机复合锤头上下升降，以实现加快冷却和散热均匀的目的。

所述的破碎机复合锤头的双级淬火热处理工艺的专用装置，专用装置包括横梁、吊耳、钩子、支架，具体结构如下：

支架顶部设置横梁，横梁为两个或两个以上，横梁与支架连接形成框架结构；横梁顶部设有可与吊链连接的吊耳，横梁底部于支架之间，设有间距相同的钩子。

在进行大批量热处理时，在油槽中设置淬火油，间距相同的锤头整齐地悬挂于专用装置上，专用装置顶部设有吊链，通过吊链将悬挂锤头的专用装置置于淬火油中，进行油淬热处理，专用装置的框架部分位于油槽内部。