高铬铸铁复合锤头的铸造与热处理研究应用_任庆平

(1)固-液复合浇注
表 1 复合锤头的化学成分 w(%)
T ab.1 Com po sition of co mpo site ca st ram
序号 复合材质
C
Mn
Si
Cr
P
S M o Ni Cu V Ti
高铬铸铁 2.8～ 3 .0 ≤0.8 ≤0.8 12～ 15 ≤0.05 ≤0.05
1
V ol .31 N o .4 A pr .2010
铸造技术 F O UN D RY T ECH NO LO G Y
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高铬铸铁复合锤头的铸造与热处理研究应用
任庆平1 , 王国仁2
(1 .烟台南山学院 , 山东 龙口 265713 ;2 .山东莱州鸿源台钳制造有限公司 , 山东 莱州 261414)
(2)液-液复合浇注 高铬铸铁液-ZG270-500 液复合浇注如图 1 。造型 工艺要求 :①接合面置在最大截面 A 处 ;②底部置 U 型冷铁 , 以利于 ZG270-500 顺序凝固 ;③ZG270-500 浇 口设在 C 处 ;④为稳定接合面 , Z G270-500 定量浇注 , 设置溢流口 B ;⑤为防止高铬铸铁液 、Z G270-500 液被 冲混 , 高铬铸铁浇口另设在 D 处 , 以求液头平稳 。 浇注工艺要求 :①ZG270-500 出炉温度 1 550 ℃, 浇注温度 1 500 ℃;②浇注 ZG270-500 要保持溢流 , 液 面稳定 , 溢出杂质 , 使接合面干净清洁 , 溢流后 , 封住 B
头
固体一般以 ZG270-500 机械加工成锤柄 , 很少采 用高铬铸铁锤头为固-液复合的固体件 , 因其在急剧受
热时具有较大的热应力开裂倾向 ;而采用铸钢(结构 钢)加工件为固-液复合固体 , 可起到冷铁和内冷铁的
作用 , 提高冷却效 率 。 将锤柄预 置在砂型中 , 平做平 浇 、平做斜浇 、平做竖浇均可 , 只要与合理的浇注系统 相配合 , 均能获得优良的复合锤头 。
casting process
烟台地处山东半岛最东端 , 盛产各种建材石料 、水 泥 、黄金 。 据不完全统计 , 各种型号破碎机拥有量高达 8 000 余台 , 每年更换锤头易损件数万个 。 锤头损坏 原因 , 一是硬度不够耐磨性差 , 二是因用量大 , 个别厂 矿图便宜 , 使用劣质材料锤头 。针对上述情况 , 我们采 用多种工艺 , 试制成功高铬铸铁复合锤头 , 实践证明 , 质量可靠 , 寿命长 , 社会效益显著 。
高锰钢 1.17～ 1 .22 11 ～ 13 ≤0.5
≤0.05 ≤0.05
Q235A 0.27～ 0 .35 0 .5 ～ 0.8 0.17～ 0.37 0.25 ≤0.04 ≤0.04
0 .25
高铬铸铁 2 .4 ～ 3.2 0.4～ 1 .0 0 .3 ～ 0.8 18 .0 ～ ≤0 .05 ≤0.05 1.0～ 0 .6 ～ 0.8～
《 铸造技术》04/ 2010
任庆平等 :高铬铸。 2 .2 消失模铸造
(1)消失模铸造锤柄(ZG270-500), 固-液复合浇 注工艺 , 如表 1 组 6 。
①蒸缸发泡成型白模(锤柄), 密度 0 .028 g/ cm3 , 铸件线收缩 1 %;②SOT 树脂涂料 , 涂层 1 .0 ～ 2 .0 mm , 40 ～ 50 ℃烘房烘干 ;③一组 5 件白模簇 , 一箱 3 组 , 边 加砂边振实 、造型 ;④浇注温度 1 480 ～ 1 500 ℃, 负压 0 .05 ～ 0 .06 M Pa ;⑤再固-液复合 , 浇注低铬白口铸铁 锤头 , 已浇注成合格 铸件 , 热处理 :950 ℃ ×2 h空冷 , 260 ℃×2 h 消除内应力 。
3 ZG270-500 0.32 ～
0.5 ～
0 .2 ～
≤0 .05 ≤0.05
加工 后 埋入
0 .42
0 .8
0 .45
砂型浇头
高铬铸铁 2 .9 ～ 3.2 0 .5 ～ 0.8 0.8～ 1.2 13 ～ 15 <0 .10 <0.06
4 ZG270-500 0.32～ 0 .92 0 .5 ～ 0.8 0.20～ 0.45
摘要 :破碎机锤头和锤柄分别采用高铬铸 铁和碳 钢两 种不同 材质 。 对 复合 锤头 的不同 生产 工艺进 行了 对比分 析 , 在此 基础 上 , 提出了不同材质的锤头(高铬铸铁)和锤柄(结构钢)的两种生产工艺 , 即用电炉熔炼两种 材质 , 液-固 、液-液 复合 , 砂 型或消 失模铸造 , 通过热处理进一步提高性能 。 生产实践表明 , 此 工艺可以 稳定生 产出头 、柄 结合牢 固 、成 品率高 、耐 磨性好的 破碎 机双金属复合锤头 。 关键词 :高铬铸铁复合锤头 ;复合铸造工艺 ;消失模铸造 中图分类号 :TG 251 .2 文献标识码 :A 文章编号 :1000-8365(2010)04-0407-04
rams by this procedure are stable in production with high rate of qual ification and good combination between ram and its handle with excellent ware resistant properties. Key words :High Cr cast iron composite cast ram;Bimetalic composite casting process;Lost foam
Abstract :The crushers ram and its handle are in two different materials of high Cr cast iron and low carbon steel respectively .Based on analysis of present composite casting technique , two procedures have been put forward i .e .to melt high Cr cast iron and low carbon steel in different induction furnaces, composite casting processes are taken in two ways that are the casting is composite cast by l iquid-solid or liquid-liquid ways and cast in sand mold or lost foam processes . The properties of castings can further improved by heat treatment .It is evident that composite cast
破碎机物料需要而定 。 对于小中型的锤头 , 一般采用 铸高铬铸铁(或铬 系抗磨白 口铸铁)锤头 , 组成复 合
对单一高铬铸铁进行热处理的工艺 ;高锰钢则进行改 锤头 。
性处理 , 生产复相抗磨性能更好基体锤头 。表 1 中采 2 .1 砂型铸造(粘土砂或树脂砂型)
用的成分除按国标生产外 , 还有的采用了微量合金化
常用的锤头有 :高锰钢锤头 , 其耐磨性差 , 使用寿 命短 ;复合锤头以高铬铸铁为锤头 , 钢件为锤柄 , 复合 形式有 :①机械组装 , 其使用初期效果好 , 后期锤柄和 锤头易分离 、飞出 , 发生打穿破碎机和损坏机件的生产 事故 ;②粘合复合 , 以胶粘 , 其结合强度差 , 韧性差 ;③
收稿日期 :2010-03-11 ; 修订日期 :2010-04-02 作者简介 :任庆平(1957- ), 山东烟台人 , 工程师 .主要从事铸造技术及
Research and Applications on the Casting and Heat Treatment Processes
for Composite Cast High Cr Crusher Ram with Handle
REN Qing-ping1 , WANG Guo-ren2 (1 .Yan Tai Nan Shan Institute , Longkou 265713 , China ;2 .Hong Yuan Table-pliers Manufacturer Co ., Ltd ., Laizhou 261414 , China)
22 .0
2 .0 1.2 1 .2
2
ZG2 70-50 0
0.32 ～ 0 .42
0.5～ 0 .8 0.20 ～ 0 .45
≤0 .05 ≤0.05
B 消 失备模注 A 、 液-液 B 、 液液加固
Q 235A 固 Q235A 柄 埋入砂型浇锤 头
高铬铸铁
3 .01
1 .64
1 .03 22.25 ≤0 .05 ≤0.05 0 .62 0.15 0 .74 0 .14 0 .028 0.016 固 Q 235A 柄
图 1 双金属复合铸造工艺 Fig .1 Composite casting pro ce ss of duplex me tals
口 ;③高铬 铸铁浇 注时间 以 ZG270-500 凝固时 间的 1/ 3 ～ 2/ 3 为 宜 , 若 迟 后 , 则 浇 注 锤 头 铁 液 不 能 使 ZG270-500 锤柄重熔 , 使其表面的氧化物不能完全漂 浮上来和去除 ;④锤头高铬铸铁液出炉 1 500 ℃, 浇注 温度 1 420 ℃, 清 理 后 , 低 温 时 效 , 消 除 应 力 , 柄 部
来提高锤头性能 。 2 复合锤头的铸造工艺
高铬铸铁(或铬系抗磨白口铸铁)先铸成 固体锤
头铸造复合为多数 ;同时锤头选择高铬铸铁的含 C r 量 头 , 再与 ZG270-500 钢液 锤柄 浇铸 复 合 ;或 ZG270-