锤头和衬板在金属破碎机上的应用

破碎机其中锤头和衬板是最易磨损的零件。而这些零件主要是用高锰钢(ZGMn13)制造的。高锰钢经水处理后,其硬度HB180~220,它的特性是在较大挤压力或较大冲击负荷作用下,工作表面会发生加工硬化,其表面硬度由HB200硬化到HB500左右,才能具备良好的耐磨性。在工作条件下,不是以使高锰钢件产生足够的加工硬化,因而高锰钢潜在的耐磨性并不能得到充分的发挥,它会像低硬度的材料一样被磨损掉,使零件的使用寿命较短,这不但增加了设备的检修费用,而且远降低了设备的运转率,增加了工人的劳动强度。

一、锤头和衬板材料的选择从破碎机的工作情况分析,用高铬耐磨铸铁制作锤头和衬板应该选用15Cr2Mo1Cu高铬耐磨铸铁。该铸铁具有高的硬度,而且还具有较好的韧性。
1、碳量的选择碳的确定要从锤头和衬板的耐磨性和冲击韧性2方面考虑,金属破碎机是冲击类型的机械,锤头和衬板的磨损是以凿削型为主的,因此锤头和衬板既要求有耐磨性,又要具有足够的韧性。从而在碳量的选择上,必须使耐磨性和韧性有恰当的配合。碳量过高碳化物量多而且粗大,韧性则低;碳量过低,碳化物沿晶界呈网状分布,对韧性和耐磨性也不利,因而确定碳量为2.6%~3.0%。
2、硅量的选择硅在铸铁中是促进石墨化的元素,因此在白口铸铁中含硅量不适宜过高。虽然在高铬耐磨铸铁中,过高的碳量不致形成麻口组织,但它对渗透性会产生不利影响,空渗后易产生索氏体组织,而索氏体组织影响高铬铸铁的耐磨性。同时过高的硅量会使其脆性趋势增加。故高铬耐磨铸铁中含硅量控制在不大于0.8%。
3、锰量的确定锰既是一种有效而价廉的稳定奥氏体的元素,又是一种弱碳化物形成元素。在高铬耐磨铸铁中,选用锰作为合金元素,主要是它有利于渗透性的增加(特别是在有钢、铜配合使用时),故锰量控制在0.5%~1.0%。
4、铬-钼-铜合金元素的确定铬在高铬耐磨铸铁中,是主要的合金元素之一。铬是强碳化物形成元素,加铬后,能防止游离石墨产生,保证获得完全白口,且使碳化物从普通渗碳体(Fe3C)转变为合金渗碳体,从而显著提高碳化物的显微硬度,改善耐磨性。铬的加入,亦有利于渗透性的提高。故锤头和衬板的含铬量,应控制在14%~16%。钼能显著提高合金的铸铁的渗透性,为了使较厚的铸体也能渗透而不出现珠光体,就必须在白口铸铁中加入合适钼,还能保证铸铁截面的齐一性,提高韧性,铜的加入可进一步提高渗透性,从而可以降低钼的含量。
金属破碎机使用的情况看,当物料块度不大时,马氏体高铬铸铁锤头可以取代高锰钢锤头,使用寿命可以到原来的3倍以上,而且在正常情况下不会断裂,所以,使用马氏体高铬铸铁锤头,可以获得非常显著的经济效益。