各種破碎、粉碎設(shè)備在建筑材料和冶金礦山行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，其中以鄂式、錘式和反擊式破碎機為主。在水泥生產(chǎn)中粉碎成本約占生產(chǎn)成本的20%左右，由于傳統(tǒng)的高錳鋼在應(yīng)用過程中耐磨性不高，使磨損件的消耗占據(jù)了主要地位。我們早在20世紀90年代初就開始了用高鉻鑄鐵生產(chǎn)破碎機易損件的探索，取得了可喜成績，特別是在反擊式破碎機板錘上的應(yīng)用取得了很大成功。本文就反擊式破碎機板錘的應(yīng)用條件及特點進行了簡要分析，闡述了用多元高鉻鑄鐵進行板錘生產(chǎn)的工藝及應(yīng)用效果。
1、反擊式破碎機板錘的工作條件
    反擊式破碎機具有破碎比大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單并可以進行選擇性破碎等優(yōu)點，應(yīng)用及發(fā)展速度很快，迅速超過了其它形式的破碎機。目前各種類型的反擊式破碎機，被廣泛應(yīng)用在粗碎、中碎、細碎等各破碎階段。而高錳鋼板錘的壽命很短，已嚴重影響了反擊式破碎機更加廣泛的應(yīng)用。
    反擊式破碎機的板錘以螺釘固定、插入法固定、楔塊固定等多種形式安裝固定于破碎機的轉(zhuǎn)子上，如圖l所示。螺釘固定式結(jié)構(gòu)形式簡單，應(yīng)用較為普遍。它的截面近似于矩形，呈長條狀，延長度方向安裝在轉(zhuǎn)子的托板上。有依靠的固定形式，為應(yīng)用高硬度材料創(chuàng)造了條件。工作時板錘以30～40 m/s．甚至達到50 m/s的線速度破碎物料，磨損極為嚴重，板錘的不斷更換不但消耗大量的金屬材料，更因為停產(chǎn)大大影響破碎機的生產(chǎn)率，甚至成為生產(chǎn)的限制性環(huán)節(jié)。
    為了適應(yīng)高硬度材料的應(yīng)用，要特別注重產(chǎn)品的鑄造質(zhì)量，特別是安裝面的幾何尺寸及形狀誤差要保證在合理范圍之內(nèi)，以保證運行時平穩(wěn)可靠。
2、板錘結(jié)構(gòu)的改進
    反擊式破碎機板錘的原始結(jié)構(gòu)設(shè)計主要依據(jù)高錳鋼的性能特點而定，改用脆性較大的高鉻鑄鐵時要根據(jù)具體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸進行必要的改進。主要有兩個方面：一是將原來可能引起應(yīng)力集中的方形螺栓孔改為圓形或橢圓形孔，可以有效減少開裂現(xiàn)象：二是將較長（超過900 mm）的板錘從安裝孔中間斷開，并在不影響粉碎效果的前提下，留適當安裝間隙，可以有效減小彎矩，降低對安裝面的尺寸及形狀要求，有利于牢固平穩(wěn)安裝，保證安全可靠服役。
3、多元高鉻鑄鐵化學成分的確定
    反擊式破碎機板錘的工作條件惡劣．特別是在破碎高強度、硬度的難破物料時，對材質(zhì)的強韌性要求較高，普通高鉻白口鑄鐵具有很好的抗磨性，但其強度不高、韌性不足、缺口敏感性大、易于斷裂，特別是在應(yīng)用后期當板錘厚度較小時加劇了板錘的斷裂傾向。在使用過程中一旦出現(xiàn)斷裂，必然會引起停機停產(chǎn)，嚴重時還可能造成破碎機的損壞，這也是國內(nèi)諸多生產(chǎn)廠直至目前仍采用韌性極好的高錳鋼材料的主要原因之一。所以我們在進行該產(chǎn)品的開發(fā)時首先采取措施來彌補普通高鉻鑄鐵的不足，用以鉻為主要合金配合多種其他少量或微量合金元素，達到細化組織，提高強韌性的目的。
    成分控制的主要原則：依據(jù)經(jīng)典的高鉻鑄鐵理論，在含碳量一定的條件下，欲得到分布形態(tài)好、硬度高的M7C3型碳化物，Cr/C控制在5.0以上。實際生產(chǎn)中我們控制在5.0—6.5．并適量加入了Mo、V、Ti、Mn、Cu等多種合金元素。
    其中加入的V、Ti量較少，主要起強化基體、細化組織、提高合金抗磨性和韌性的作用。同時Ti具有良好的脫氧作用，對改善鑄態(tài)碳化物有益。V在含碳的鐵基合金中形成(V、Fe)C簡寫為MC或(V、Fe)4C3型碳化物，通過回火后的碳化物反映在二次析出硬化方面發(fā)揮巨大作用。釩的碳化物VC、V4C3比M2C、M6C硬度更高。
    考慮到板錘的幾何形狀及工作條件，適當加入了Mo、Cu合金。鉬的加入主要是為了提高淬透性并使基體具有更好的綜合性能。銅的加入可改善鉻、鉬元素在碳化物和基體組織中的分配比例，有效細化組織，改善材料韌性，提高淬透性。
    大量實驗研究結(jié)果表明，其化學成分（質(zhì)量分數(shù)，%）控制范圍在：2.5—2.9C、14～16Cr、0.5-0.9Si、0.7—1.2Mn、1.2—1.8Mo、0.3-0.5V、0.1～0.3Ti、0.8～1.2Cu，應(yīng)用效果最佳。
4、鑄造及熱處理工藝
4.1熔煉工藝
    鑄鐵熔煉在酸性中頻感應(yīng)電爐中進行。原材料應(yīng)無嚴重銹蝕、油污及其他雜物。配料時注意各種合金的吸收率均在95%以上，只有錳為85%～90%。熔煉時較貴重合金在后期加入，為了使硅鐵、錳鐵起到更好的沉淀脫氧作用，在出爐前15min加入。進行爐前化驗，合格后升溫并加入釩鐵及鈦鐵，出爐加覆蓋劑。鐵水出爐溫度控制在1560±25℃。
4.2變質(zhì)孕育處理工藝
    為了使所研制的多元高鉻鑄鐵具有更好的綜合性能，我們進行了必要的孕育和變質(zhì)處理。變質(zhì)處理方案延用了本生產(chǎn)單位的復(fù)合變質(zhì)處理工藝：用包內(nèi)沖入法進行變質(zhì)處理，變質(zhì)劑使用前進行200～300℃的預(yù)熱，處理溫度為l530±l0℃。為獲得更好的變質(zhì)效果，同時加入一定量的硅鐵和稀土合金進行孕育。澆鑄溫度控制在1400±20℃，一次沖型。用該工藝處理效果較為理想�？梢允固蓟�物孤立程度有所增加，分布更加均勻：初生奧氏體直徑變小，一次性沖擊值明顯提高；鑄鐵中的含硫、氧值有所下降。
4.3造型工藝
    多元高鉻鑄鐵的流動性、縮孔率等主要鑄造工藝性能與一般同等含碳量、含鉻量的普通高鉻鑄鐵相差不大。根據(jù)板錘的幾何結(jié)構(gòu)特點分析認為，板錘結(jié)構(gòu)簡單，形狀單一，有一個集中的熱節(jié)，在確定鑄造工藝時首先應(yīng)注意補縮。為確保工作面的內(nèi)部質(zhì)量健全，將工作面放于下箱，此時安裝面可能出現(xiàn)較大的凹坑和局部凸起，在采用手工濕砂造型時上箱用整芯做出，并在安裝孔中間位置預(yù)埋小塊冷鐵。在不降低工藝出品率的條件下得到外觀質(zhì)量良好，內(nèi)部健全的合格鑄件。
4.4熱處理工藝
    為了很好的發(fā)揮多元高鉻鑄鐵的耐磨性，鑄件毛坯必須經(jīng)過硬化處理，盡管處理前后的碳化物形狀、分布、數(shù)量及顯微硬度等各項指標不會發(fā)生實質(zhì)上的變化，基體組織卻發(fā)生了根本轉(zhuǎn)變f4J。同時在960～980℃保溫較長時間，過飽和奧氏體中會有富鉻碳化物析出，形成粒狀的M23C6型碳化物。通常認為該相在不降低機械強度的條件下對提高抗磨性有利。保溫時間也不能過長，否則會造成晶粒粗大也不利于馬氏體的形成，有可能出現(xiàn)珠光體類型的組織，這是我們所不希望得到的，因為它既不利于耐磨性的提高，也不利于機械強度的提高。所以采用了高溫保溫3-4 h，直接出爐強制風冷，夏季適當進行噴霧冷卻的熱處理制度。鑄件本體硬度可以達到52～60 HRC。
    鑄件進行250±20℃，保溫5h的低溫回火，主要目的是減小鑄件在硬化處理時所產(chǎn)生的應(yīng)力。
5、使用效果
    我們用多元高鉻鑄鐵生產(chǎn)的板錘在黑龍江尚志水泥廠應(yīng)用破碎石灰石等水泥原料。原使用的高錳鋼板錘每套僅可破碎2 000—3 000t，改用多元高鉻鑄鐵后可破碎10 000 t以上，使用壽命提高4倍多。在大連第三構(gòu)建廠破碎生產(chǎn)建筑構(gòu)件的石料，同樣條件下，使用壽命比原應(yīng)用的高錳鋼板錘提高4～6倍，并在應(yīng)用過程中沒有出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。收到了優(yōu)良的應(yīng)用效果，不但降低了板錘的材料消耗，更減少了更換配件所需要的人工、材料費用，特別是大大降低了停機而帶來的生產(chǎn)率損失，以后在十幾個建材和礦山企業(yè)中得到了推廣，收到了很好的效果，創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟效益。
6、結(jié)論
    (1)反擊式破碎機板錘工作條件惡劣，磨損嚴重，高錳鋼材料在強韌性上可以滿足生產(chǎn)條件要求，但耐磨性不高，特別是在破碎高硬度材料時，壽命很低。
    (2)板錘是在有依托的條件下工作，在進行適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)改進，并很好保證鑄造質(zhì)量的條件下，應(yīng)用高硬度耐磨材料是可行的。
    (3)合理選擇化學成分，并經(jīng)過變質(zhì)處理的多元高鉻鑄鐵，在反擊式破碎機板錘上的應(yīng)用安全可靠，壽命比使用高錳鋼提高了4倍以上，有利于生產(chǎn)的順利進行，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。