[发明专利]二步真空熔结法复合金属耐磨锤片与切刀

说明书

本发明属于用复合金属制造耐磨件。主要适用于锤式粉碎机、剪切机、切碎机的造粒机等工作机械的锤片与切刀。

锤式粉碎机广泛应用于饲料、淀粉、酒精、煤粉、滑石粉等工业生产。锤片是锤式粉碎机的主要易损件。目前国内使用的锤片主要有两种，均属低挡锤片，一种是热处理锤片，如65Mn锤片经淬火热处理后，硬度达到HRc55左右。另一种是堆焊锤片，即在钢质基板的锤角上堆焊WC，硬度可达HRc60左右。至于CN1043455A专利中所述的锤片，只是一种试验性锤片，至今未能正式投产。匣钵法真空熔结工业在技术上有三大难点未能过关：其一是匣钵本身的体积大于锤片，在装炉时匣钵将占去真空熔结炉炉膛有效容积的四分之三左右，只有四分之一左右的炉膛容积可装锤片，单炉产量很低;其二是陶瓷匣钵的导热性差，在匣钵与匣钵层层叠加熔结时，为使全部匣钵统统升到既定的熔结温度，须经过很长的熔结时间;真空熔结工艺的一条基本原则是必须快速加热、快速冷却，否则钢质基片在长时间的高温受热过程中将会失去原有的机械强度而在尔后的使用中发生断裂;其三是高纯度Al₂O₃或BN等陶瓷匣钵价格昂贵，在操作过程及在快速升温与快速降温的熔结过程中脆性的陶瓷匣钵很容易碎裂，致使锤片的生产成本过高。鉴于以上原因匣钵法真空熔结工艺最终未能应用于锤片的生产。

美国Magnum堆焊锤片的硬度在HRc69左右，使用性能较好，但价格昂贵，每片约人民币80元左右，而国产锤片的价格每片只有7元左右。

目前的工业切刀普通采用高速钢经淬火热处理制成，刃口硬度在HRc58左右，使用寿命很短，如果淬火硬度再进一步提高时，则整个切刀将变脆而容易断裂。

本发明的目的在于提供一种复合金属耐磨锤片与切刀，可以提高并准确控制锤片锤角与切刀刃口的硬度，有效地提高使用寿命。采用二步法真空熔结工艺，取消匣钵，大大降低制造成本，提高产品质量，可以顺利投入大批量生产。

本发明的复合金属耐磨锤片与切片均由两部分复合而成。图1与图2中的1分别是锤片与切刀的钢质基板，2分别是锤片与切刀的表面硬化合金条，这两部分以较低熔点的钎焊合金，经熔结钎焊而成为牢固冶金结合的整体。由发明人于1959年开始研究的真空熔结工艺具有多种功能，可以熔结成形、熔结钎焊、熔结涂层、熔结封孔和熔结修补等。本发明应用了前两种功能，即首先熔结成形表面硬化合金条，然后再把合金条熔结钎焊在基板上。将表1中的两种合金条用合金粉，按照一定的配比混合，配比与合金条硬度的关系举例示于表2，混合时加入适量的松香油粘结剂，调合成可塑粉料，再在矩形压模中压成坯条，放在200℃烘干箱中烘干后，放在真空熔结炉中按下列制度熔结成表面硬化合金条：

真空度 1×10^-1～1×10^-2mmHg

熔结成形温度  1200～1300  ℃

熔结时间  5  分钟

在熔结钎焊之前，需用碱酸洗除去钢质基板表面的油污与氧化皮，用松香油调合钎焊合金粉中的任何一种合金粉，调合成较稀的粘胶，对合金条涂抹少许粘胶，并粘附在锤片基板的锤角或切刀基板的刃边上。在200℃烘干箱中烘干之后，即叠放于真空熔结炉中进行钎焊。叠放时在相邻两片锤片或切刀之间放置几颗厚度约为3mm的扁平瓷珠隔开，熔结钎焊一般采用下列熔结制度：

真空度 1×10^-1～1×10^-2mmHg

熔结钎焊温度  1000±10  ℃

熔结时间  20  分钟