錘頭是礦山、冶金、水泥等基礎(chǔ)工業(yè)廣泛應(yīng)用的一種錘頭破碎機(jī)配件,錘頭的使用壽命受到用戶的重點(diǎn)關(guān)注,具備高耐磨性和高韌性的錘頭,不僅可以提高生產(chǎn)效率,還可以減少人力物力等資源浪費(fèi),傳統(tǒng)單一材料生產(chǎn)的錘頭,無法同時滿足表面的高耐磨性和整體的高韌性要求,市面上使用的復(fù)合錘頭目前主要存在耐磨性差,沖擊韌性低,碳鋼錘柄易脆裂問題。因此,為了保證破碎機(jī)在復(fù)雜惡劣的工況下正常運(yùn)行且高效,本文通過研究雙液雙金屬復(fù)合鑄造工藝生產(chǎn)高鉻合金/碳鋼錘頭,重點(diǎn)討論鑄造工藝對錘頭的材料組織性能和磨損機(jī)理的影響,優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)。采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)的雙液雙金屬復(fù)合錘頭,錘柄材質(zhì)為中碳鋼,錘頭材質(zhì)為高鉻合金。首先對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,利用Procast仿真軟件模擬兩種不同澆冒系統(tǒng)的鑄造過程,分析金屬液充型和凝固過程中溫度場和缺陷形成的原因,提出采用側(cè)注式澆冒系統(tǒng),澆注過程溫度場均勻,充型過程平穩(wěn),有效減少鑄造缺陷。試樣生產(chǎn)時,采用聚苯乙烯泡沫（EPS）進(jìn)行制樣,經(jīng)過處理后,將模樣固定到砂箱中,錘柄朝下,錘頭朝上,合理控制澆注溫度、冷卻時間和澆注間隔,先定量澆注中碳鋼錘柄,再定量澆注高鉻合金錘頭,發(fā)現(xiàn)兩者之間形成了良好... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２捶頭鑲鑄復(fù)合方法??由于高鉻鑄鐵抗熱沖擊性能較差，在急劇受熱時存在開裂的可能，所以一??

端工藝是將耐磨合金部分先預(yù)制并放置于鑄型中，再把錘柄金屬液注入，??利用金屬液與預(yù)制件的機(jī)械結(jié)合成型，由于后澆入的金屬液溫度高，高鉻鑄鐵??受熱不均勻，容易產(chǎn)生裂紋。預(yù)制錘柄工藝是將普通碳鋼預(yù)制錘柄放在鑄型內(nèi)，??澆入高鉻鑄鐵金屬液，形成四周包覆錘柄，達(dá)到機(jī)械和冶金結(jié)合雙重結(jié)合。為??提高結(jié)合力，常在錘柄包覆位置預(yù)制圓孔，澆入的金屬液填充到孔內(nèi)凝固后形??成機(jī)械連接銷，可有效防止錘端與錘柄松動和脫落［＞３５］。近年，國內(nèi)生產(chǎn)的雙??金屬復(fù)合錘頭大部分采用的是預(yù)制錘柄包１鑲鑄工藝方法如圖１．３所示。??｝?ｔ??＼Ｗ｝?ｍｙ??Ｉ?ｉ?ｊ?ｉ??ｉ?ｊ?！?？??１?Ｔ?＊?１???１－錘柄：２－錘頭??圖１．３包澄锿鑄錘頭結(jié)構(gòu)??此工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是：（１）僅有耐磨錘頭部分由高鉻鑄鐵組成，人大降低??生產(chǎn)成本；（２）普通碳鋼的韌性提高了錘頭的使用性能，而純高鉻的錘頭使用??易發(fā)生脆斷：（３）工藝方法較為簡單，易操作，并且不需兩套熔煉設(shè)備，減少??丫企業(yè)成本。ｍ當(dāng)前鑲鑄工藝還不完善，主要缺點(diǎn)是：（丨）要在固液界面間產(chǎn)??生冇效的機(jī)械和冶金結(jié)合，固體表面溫度需達(dá)到固液相以ｈ，因此必須對鑲鑄??休進(jìn)行合理的預(yù)熱處理，容易導(dǎo)致在熱處理過程，固休金屬表面被氣化，雖吋??以通過涂覆防護(hù)劑來阻止表面氧化，但要徹底防止氧化太難。在使用過程中，??特別是使用后期，會發(fā)生耐磨塊碎裂或脫落現(xiàn)象。刈；梅Ｉ３８１等人研宂農(nóng)明，在??同樣材質(zhì)情況下，固休溫度為室溫時，只奮當(dāng)液－固質(zhì)Ｍ處于８：１和丨０：１時，??冶金才能有效結(jié)合。但在實(shí)際中顯然是小可能的，錘頭頭部與錘柄的比例般??在１：?１左右，因此需要對鑲鑄體進(jìn)行預(yù)熱處理，

量及高強(qiáng)度結(jié)合處面。雙液復(fù)合常用的兩種方法，一是定量澆??注，先澆一種金屬，待凝固至一定溫度后再澆入另外一種金屬，即平做立澆工??藝；另一種方法是為避免澆注時機(jī)把握不準(zhǔn)出現(xiàn)金屬液混合，采用中間插入燕??尾形隔板，兩種金屬液同時澆注時，隔板少部分融化，但又起到隔離作用，即??隔板立澆工藝。因此，雙液鑄造復(fù)合法前提是兩種金屬液不混合，使兩種金屬??熔為一體，其次是獲得盡可能大的結(jié)合面積［４２４３］。??（１）雙液隔板立澆工藝。在鑄型中設(shè)置碳鋼隔板，將鑄型分為兩部分，鑄??造工藝和隔板如圖１．４所示。澆注時，同時將兩種金屬分別注入各自的型腔，??為了防止隔板移位或燒穿，要控制注入速度，盡量使金屬液面同步上升［４４４６］。??ｉｆ?、??，ｆｎ?ｉ?ａ??（ａ）鑄造工藝?（ｂ）燕尾隔板??圖１．４雙金屬鑄造工藝和隔板??根據(jù)鑄件的壁厚、澆注的速度和溫度，合理控制隔板的厚度，既要讓兩種??金屬將其部分熔化，也要起到充分隔離的作用。該工藝不適合用于鑄造復(fù)雜鑄??件，原因是在鑄造過程中芯子可能無法安放，兩種合金澆注速度存在差異，隔??板會變形偏移，得不到達(dá)到要求的鑄件。熊博文等［４７］通過在高鉻白口鑄鐵和２５??號鑄鋼之間插入２ｍｍ的２０號鋼板，獲得合理的成分和組織過渡層，復(fù)合層的??厚度達(dá)３０？４０ｍｍ，具有良好的界面冶金結(jié)合性能，材料的強(qiáng)度和韌性顯著增強(qiáng)。??目前該方法使用于復(fù)合錘頭的雙液復(fù)合方式，但由于工藝復(fù)雜，不便量產(chǎn)所以??沒能被廣泛使用。??１４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]雙金屬復(fù)合錘頭鑄造工藝與界面特性研究[D]. 王嬋.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[2]錘柄堆焊對雙金屬復(fù)合錘頭界面結(jié)合和耐磨性的影響[D]. 高華.鄭州大學(xué) 2012



本文編號：3475427