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锤式金属破碎机以其破碎效率高、运行可靠等优点,广泛应用于冶金、矿山、水泥等行业。但是,由于锤头及衬板冲击韧性低和耐磨性能差,导致锤头和内部衬板频繁损坏,成为影响锤式金属破碎机正常运行的关键。因此,研究设计一种新型**耐磨锤头非常迫切。锤头材质为4Cr18Ni2Mo,硬度为HRC35。铸造过程中,碳铬于钢基体中形成耐磨。这种材质虽具有一定耐磨性能,但由于该晶粒粗大,导致它的冲击韧性较低,且对基体还会产生一定的割裂作用,所以运行过程中,在锤式金属破碎机高速旋转,锤头与工作介质相互猛烈撞击的情况下,锤头较易断裂。锤式金属破碎机是通过高速旋转使锤头产生巨大的惯性作用来破碎物料的。不同的物料对锤头的磨损有不同的影响。
金属破碎机锤头结构设计提高锤头的耐磨性能,就要增加其硬度,但随硬度的提高,抗冲击韧性就会下降,这是一对矛盾。所以,如何兼顾锤头适宜的硬度和良好的抗冲击韧性是提高锤头耐磨性能的关键。根据仿生学的原理,我们从人的拳头结构中得到启示,拳头表皮具有良好的弹性,内部的骨头则有一定的硬度,弹性和硬度农业生产体系组合,所以拳头可以以一定的力度打击物体,而又不致受伤。根据拳头的结构,结合锤式金属破碎机的工作特性,我们设计制造了一种复合锤头,即将硬度较高的合金镶嵌在韧性非常大的基体中。这种复合锤头外软内硬,具有较高韧性和硬度。
锤头材质选用中碳钢(如45#钢)与高铬铸铁进行农业生产体系的复合,采用固液砂型复合铸造,高铬铸铁采用高碳铬铁、钼、铜、废钢等配料,在熔炼过程中对Cr、C、Mo等成分进行优化控制,实施强化熔炼。
复合锤头制造复合锤头以碳钢为基体,硬质合金块在基体内间隔分布,硬质合金块材质为4Cr22MoCu,硬度HRC52-58。根据锤头结构及尺寸,按设计确定的合金块位置及数量,将合金块组合成所需形状。然后将其加热至一定温度,并置入型腔中,再在规定时间内注入45#钢液,使钢液与合金硬块界面熔合,从而完成复合锤头的制造。
采用固液复合铸造工艺制造复合锤头是可行的,特殊的复合结构使得锤头在使用过程中不会产生脱落和破碎；复合锤头韧性和硬度兼备,整体耐磨性高,使用寿命长；复合锤头使用寿命的提高,减少了停机维修时间,降低了维修劳动强度,提高了生产效率,经济效益显著。
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