1、反擊式破碎機(jī)板錘的工作條件
反擊式破碎機(jī)具有破碎比大、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以進(jìn)行選擇性破碎等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用及發(fā)展速度很快，迅速超過(guò)了其它形式的破碎機(jī)。目前各種類型的反擊式破碎機(jī)，被廣泛應(yīng)用在粗碎、中碎、細(xì)碎等各破碎階段。而高錳鋼板錘的壽命很短，已嚴(yán)重影響了反擊式破碎機(jī)更加廣泛的應(yīng)用。
反擊式破碎機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)子上，如圖l所示。螺釘固定式結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，應(yīng)用較為普遍。它的截面近似于矩形，呈長(zhǎng)條狀，延長(zhǎng)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(shí)板錘以30～40 m/s．甚至達(dá)到50 m/s的線速度破碎物料，磨損極為嚴(yán)重，板錘的不斷更換不但消耗大量的金屬材料，更因?yàn)橥．a(chǎn)大大影響破碎機(jī)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(yùn)行時(shí)平穩(wěn)可靠。
2、板錘結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
反擊式破碎機(jī)板錘的原始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依據(jù)高錳鋼的性能特點(diǎn)而定，改用脆性較大的高鉻鑄鐵時(shí)要根據(jù)具體產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行必要的改進(jìn)。主要有兩個(gè)方面：一是將原來(lái)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(kāi)裂現(xiàn)象：二是將較長(zhǎng)（超過(guò)900 mm）的板錘從安裝孔中間斷開(kāi)，并在不影響粉碎效果的前提下，留適當(dāng)安裝間隙，可以有效減小彎矩，降低對(duì)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(xué)成分的確定
反擊式破碎機(jī)板錘的工作條件惡劣．特別是在破碎高強(qiáng)度、硬度的難破物料時(shí)，對(duì)材質(zhì)的強(qiáng)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(qiáng)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(dāng)板錘厚度較小時(shí)加劇了板錘的斷裂傾向。在使用過(guò)程中一旦出現(xiàn)斷裂，必然會(huì)引起停機(jī)停產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)還可能造成破碎機(jī)的損壞，這也是國(guó)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?cè)谶M(jìn)行該產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)首先采取措施來(lái)彌補(bǔ)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(dá)到細(xì)化組織，提高強(qiáng)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(shí)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(qiáng)化基體、細(xì)化組織、提高合金抗磨性和韌性的作用。同時(shí)Ti具有良好的脫氧作用，對(duì)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(jiǎn)寫(xiě)為MC或(V、Fe)4C3型碳化物，通過(guò)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(dāng)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(xì)化組織，改善材料韌性，提高淬透性。
大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?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(jìn)行。原材料應(yīng)無(wú)嚴(yán)重銹蝕、油污及其他雜物。配料時(shí)注意各種合金的吸收率均在95%以上，只有錳為85%～90%。熔煉時(shí)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(jìn)行爐前化驗(yàn)，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(jìn)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(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)劑使用前進(jìn)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(shí)加入一定量的硅鐵和稀土合金進(jìn)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�？梢允固蓟锕铝⒊潭扔兴黾�，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(dòng)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(diǎn)分析認(rèn)為，板錘結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形狀單一，有一個(gè)集中的熱節(jié)，在確定鑄造工藝時(shí)首先應(yīng)注意補(bǔ)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(shí)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(shí)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(guò)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(xiàng)指標(biāo)不會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)上的變化，基體組織卻發(fā)生了根本轉(zhuǎn)變f4J。同時(shí)在960～980℃保溫較長(zhǎng)時(shí)間，過(guò)飽和奧氏體中會(huì)有富鉻碳化物析出，形成粒狀的M23C6型碳化物。通常認(rèn)為該相在不降低機(jī)械強(qiáng)度的條件下對(duì)提高抗磨性有利。保溫時(shí)間也不能過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)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?yàn)樗炔焕谀湍バ缘奶岣撸膊焕跈C(jī)械強(qiáng)度的提高。所以采用了高溫保溫3-4 h，直接出爐強(qiáng)制風(fēng)冷，夏季適當(dāng)進(jìn)行噴霧冷卻的熱處理制度。鑄件本體硬度可以達(dá)到52～60 HRC。
鑄件進(jìn)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(shí)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(guò)程中沒(méi)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(fèi)用，特別是大大降低了停機(jī)而帶來(lái)的生產(chǎn)率損失，以后在十幾個(gè)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(jì)效益。
6、結(jié)論
(1)反擊式破碎機(jī)板錘工作條件惡劣，磨損嚴(yán)重，高錳鋼材料在強(qiáng)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(shí)，壽命很低。
(2)板錘是在有依托的條件下工作，在進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)改進(jìn)，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(xué)成分，并經(jīng)過(guò)變質(zhì)處理的多元高鉻鑄鐵，在反擊式破碎機(jī)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(jìn)行，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
