[发明专利]一种合金板锤的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿山机械，特别是一种合金板锤的制备方法。

背景技术

板锤是破碎机用于破碎板锤的重要部件，板锤磨损是破碎机的主要失效形式，一般板锤的使用寿命短，消耗量大．需要储备大量的备件才能维持正常生产，生产成本高，造成板锤使用寿命短的原因一般有两个：一是板锤材料选择不当。板锤材料应该采用耐磨合金材料，可是现有的板锤一般都采用高锰钢制作，高锰钢锤式破碎机锤头具有韧性好，工艺性好，价格低，其主要特点是在较大的冲击或接触应力的作用下，表面层将迅速产生加工硬化，其加工硬化指数比其它材料高5—7倍，耐磨性得到较大的提高，但是高锰钢锤头对破碎机整体性能要求较高，如果在实际工作中物理冲击力不够或接触应力小，则不能使表面迅速产生加工硬化，从而发挥不出其应有的耐磨性；因此又有人提出高铬合金破碎机板锤，高铬耐磨板锤特点是韧性好、强度高、工艺性好，有一定的硬度,高烙锤头，在较大的冲击或接触应力作用下表面层将迅速产生剧烈的加工硬化．大大提高表面硬度和耐磨性能，但高铬合金韧性较差，在没有锤架支撑的情况下容易发生断裂。依然不能克服单一材料的缺点。高钒耐磨合金材料在国内已发展十年有余，其具有优良的耐磨性，良好的基体组织，优异的机械性能，因此作为新一代耐磨材料，高钒耐磨合金一直以来都备受关注，在国内，高钒耐磨合金材料正处于研制、开发和生产应用的起步阶段，现已被用于轧辊、球磨机衬板和转子体等多种耐磨件中，但应用在板锤上还是太少，为了提高板锤的耐磨性，板锤成分逐渐向高碳高钒方向发展。

高钒耐磨合金是以一种或多种碳化物为硬质相，以钢、铁等为粘结相，经配比后进行粉末冶金烧结而成的材料，在用其作易磨损工件时，在尚未达到预定的使用寿命时，就因破碎、断裂等发生早期失效，达不到预期的结果。通过硬质合金-铸钢镶嵌技术制造双金属复合材料，具有耐磨、耐热、耐腐蚀、抗氧化等多种性能，工件整体具有良好的综合力学性能。硬质合金镶嵌技术已经得到了重视和广泛的研究，而应用范围还是太小，还未大面积应用，现有技术通过硬质合金镶嵌技术制造的合金板锤由于工艺上的缺陷，导致应用效果不太理想，因此，如何优化或者简化制备工艺，是本领域技术人员共同研究的课题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种合金板锤的制备方法，在一定的成本范围内，大幅提高其耐磨性和持久性，通过合理的工艺参数设置，使双金属结合表面结合度更好，间接增加板锤的使用寿命；另外，通过优化的工艺步骤，稳固板锤性能和尺寸，减小检修次数，提高工作效率。

本发明采用的技术方案如下：一种合金板锤的制备方法，包括板锤本体和合金材料层，其特征在于，所述合金材料层由高钒耐磨合金钢制成，合金材料层与板锤本体镶嵌工艺包括以下几个步骤：

步骤1、高钒耐磨合金钢的冶炼；

步骤2、板锤预处理及造型工艺；

步骤3、合金钢冶炼完成后，进行镶嵌浇注，切除冒口，修整毛边；

步骤4、铸造工艺完成后，进行热处理；

步骤5、热处理后再进行冷却处理；

步骤6、冷却处理完成后，进行焊接填补。

进一步，所述步骤1的具体步骤为：用中频感应电炉熔炼高钒耐磨合金钢，金属炉料加入顺序为生铁、废钢、钼铁、镍铁、硅铁、锰铁、铬铁，熔炼温度达到1610℃时，进行脱氧，然后再加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钒铁、钛铁，熔炼快结束时，最后加入稀土和硼，使高钒耐磨合金钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分，准备浇注；

通过上述冶炼工艺，可以减小贵重金属的烧损率，提高钒的吸收率，钢液中渣滓尽可能控制在最小量，使合金成分更稳定，副产物如金属氧化物生产少，提高钢液的纯净度。

进一步，所述步骤2的具体步骤为：将板锤表面打磨光滑，清洗干净，然后将板锤置入砂箱中，选用二氧化碳水玻璃砂工艺；造型时，先将石英砂干混5min，直至混合均匀，然后加水玻璃湿混7min，混合均匀后再造型；造型完成后，向铸型中吹入二氧化碳气体进行硬化，吹气流量控制在0.8m³/h，吹气时间控制在20s，箱内用定位销定位，箱外用合箱线定位，型腔内用镁砂粉涂料涂刷两层。

通过上述造型工艺，能有效地解决在浇注过程中形成气孔、疏松、夹杂和夹渣等缺陷，使成型后的板锤的合金材料层合金成分分布均匀，无偏析、裂纹等缺陷产生，同时还能有效减缓合金成分超差带来的合金成分不合格的问题。