在冶金、礦山、水泥、建材、電力、化肥、煤炭、化工、水力及城市建設等行業(yè)中，大量的物料需要破碎，每年消耗的用于破碎的抗磨工件數(shù)量很大，以四川、重慶為例，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅大小水泥廠就有600多家，其中年產(chǎn)水泥100萬噸以上的就有3家。目前，破碎物料的常用設備有鄂式破碎機、錘式破碎機、單輥破碎機、反擊式破碎機和圓錐破碎機等，錘頭是破碎機常用的易損、易耗件，它在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，與下落的物料發(fā)生劇烈的碰撞，從而破碎物料，因此，錘頭處于高沖擊、高應力磨料磨損狀態(tài)下，其工況條件十分惡劣。錘頭所破碎的物料一般是巖石、金屬礦石等堅硬的物體，其磨損消耗十分迅速，有的十幾天，甚至幾天就需更換，此外，在生產(chǎn)中還經(jīng)常出現(xiàn)錘頭破斷的事故，造成停機停產(chǎn)。單輥破碎機由于其具有結(jié)構簡單，破碎比大，耗能較低，出料均勻，對物料的種類適應性強等特點，正獲得日益廣泛的應用，尤其是應用于各大鋼鐵企業(yè)燒結(jié)系統(tǒng)。近十年來，國內(nèi)外科技工作者針對現(xiàn)階段所使用的錘頭存在的問題，進行了大量的研究，取得了一定的成效，但尚有不少急待解決的問題，最突出的問題是硬度和韌性兩個關鍵力學性能指標無法同時達到較高水平，極大地限制了破碎機破碎效率的提高。
    1、高錳鋼錘頭高錳鋼錘頭受到高沖擊后，具有良好的加工硬化性能，加工硬化的原因早期的觀點是形變誘發(fā)馬氏體相變，此后有位錯硬化說、孿晶硬化說、Fe-Mn-C原子團硬化說、微晶和非晶態(tài)硬化說等。加工硬化后表面硬度可由HB200左右上升到HB500以上，金屬基本仍保持優(yōu)良的韌性，使用可靠，因此在高沖擊工況下，應用較廣。但是由于它屈服強度低，使用過程中易產(chǎn)生塑性流變，同時錘頭工作時如果沖擊力不夠大，不足以使其產(chǎn)生充分硬化時，它反而容易被磨損，使用壽命較低；還有，高錳鋼錘頭在300℃以下時，其內(nèi)部組織的晶界周圍會產(chǎn)生碳化物的重新析出，結(jié)果是，一個比較完整致密的基體被碳化物割裂開來，由于基體的硬度比碳化物低，基體先磨損，使碳化物凸現(xiàn)出來，凸現(xiàn)出來的碳化物被劃傷、擊落或脫落，失去對基體的保護作用，基體進一步磨損，如此循環(huán)往復，致使高錳鋼錘頭不耐磨，使用壽命短。因此在美國、西歐、日本等國多加入2%以上的鉻、鋁、鎳等元素進行合金化。國外具有代表性的廠家有德國的O&K公司的MAMMUT,丹麥史密斯公司(FLS)EV破碎機HES，德國洪堡公司(KHD)的HES和HDS破碎機及同本粟米鐵工所。國內(nèi)一般在設計改性高錳鋼錘頭的化學成分時，有意識地加入了鉻(Cf)、鋁(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)和稀土元素，降低奧氏體的穩(wěn)定性，使其基體上形成了大量微小的第二相質(zhì)點，阻止位錯運動，從而強化基體，并且使其在奧氏體上彌散析出球狀碳化物，凈化晶界，改善夾雜物的形態(tài)和分布，實現(xiàn)綜合強化，使其具有高韌性、高強度和良好的抗磨損性能，如合肥水泥研究設計院研制出了破碎機用高碳鉻鎳銅合金鋼錘頭，使用效果較好
    2、高鉻鑄鐵類錘頭Zum Gahrf16-211等人對高鉻鑄鐵的研究表明：共晶碳化物的體積分數(shù)是影響磨損和斷裂的顯著因素，隨著Cr/C的增大，碳化物提高韌性的作用增大了，此外晶粒隨著Cr/C的增大變得細小了，碳化物的晶格類型也由M3C-M3C+M7C3-M7C3過渡。M7C3的硬度比M3C高很多，故增強了材料的耐磨一性。碳化物的存在，是高鉻鑄鐵磨損抗力高的主要原因。高鉻鑄鐵以其良好的耐磨性成為現(xiàn)在使用最廣泛的錘頭制造材料之一。20世紀30年代，幾乎是在發(fā)展鎳硬馬氏體白口鑄鐵的同時，主要在美國進行了含10%-30%Cr的高鉻鑄鐵的研究，而后，英國、前蘇聯(lián)、德國等也相繼進行了大量的生產(chǎn)性研究，60年代以后，由于電爐熔煉的廣泛應用，使得這種鑄鐵的應用獲得了相當大的發(fā)展。高鉻白口鑄鐵由于成分設計的特點，具有比鎳硬白口鑄鐵更好的組織、性能和抗磨能力。鉻的加入改變了白口鑄鐵的碳化物結(jié)構類型，由普通白口鑄鐵中的網(wǎng)狀M3C型變?yōu)閿嗑W(wǎng)狀的M7C3型，這不僅提高了耐磨性，而且提高了韌性。高鉻鑄鐵含鉻量大于11%，鉻、碳含量比值超過3.5時，基體中主要是M7C3型碳化物，且大都呈孤立的條狀分布，與呈網(wǎng)狀連續(xù)分布的M3C型碳化物相比，大大增強了基體的連續(xù)性，因而整體材料的韌性有顯著提高，目前，高鉻鑄鐵己經(jīng)是公認的優(yōu)良抗磨材料，具有優(yōu)良的抗磨料磨損能力，沖擊韌性也優(yōu)于其它合金白口鑄鐵。高鉻鑄鐵含較多的C、Cr、W、M。、V等元素，耐磨性較好，價格較高。國內(nèi)外在提高高鉻鑄鐵性能方面做了不少研究工作，采取了一些措施，取得了一定的效果，但也存在的問題。受制造工藝的限制，高鉻鑄鐵材料的硬度一般共HRC55，否則制造過程中錘體易產(chǎn)生裂紋，若將帶裂紋的錘體裝機使用，則原有裂紋和使用過程中形成的裂紋易擴展形成穿透性裂紋，導致錘體大塊脫落，錘頭壽命大幅下降，這使錘頭壽命在現(xiàn)有技術基礎上很難進一步提高。
     3、復合錘頭對于10kg以上錘頭，已有采用雙金屬復合鑄造的報道[26-29]，錘柄可采用中、低碳鋼，錘頭磨損部分為高鉻鑄鐵，可充分發(fā)揮碳鋼韌性好，使用安全，高鉻鑄鐵硬度高，耐磨性好的特點，復合錘頭以鑲鑄式和雙金屬同時澆注熔合式為主。但目前，此類錘頭存在的主要問題是，在使用中，容易沿結(jié)合面發(fā)生脫落，危及設備安全，因此應用推廣受到制約；此外，還在錘頭的端部鑲嵌硬質(zhì)合金，但研究起步時間不長，僅有極少的文獻報道
     4、其它材質(zhì)錘頭近年來，科技工作者對其它類材質(zhì)的錘頭也進行了研究，主要有：馬氏體球鐵錘頭、鋼基SIC顆粒增強復合材料耐磨錘頭、高鉻合金酬磨焊條堆焊錘頭，高鉻合金耐磨金屬利用高鉻合金中的硬相質(zhì)點提高錘頭表面硬度，錘頭的心部仍然保持原來的奧氏體組織，具有高的塑性和韌性；為了提高高鉻鑄鐵的性能，還有在高鉻鑄鐵中加鋼筋網(wǎng)的錘頭等，這些類型的錘頭可能具有某些方面的優(yōu)點，但仍無法全面滿足錘頭的工況要求，因此應用很少。鎳硬鑄鐵國外研究及應用較多，但由于我國鎳資源短缺，價格昂貴，國內(nèi)很少將鎳用于錘頭的制造。