權(quán)利要求
1.一種錘式
破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具，其特征在于：包括上模機構(gòu)、模套(4)和下模機構(gòu)，上模機構(gòu)包括上模板(1)和沖頭(3)，沖頭(3)通過螺栓固定在上模板(1)上，下模機構(gòu)包括下模板(8)和頂出桿(7)，頂出桿(7)可滑動的配裝在下模板(8)上，模套(4)底部通過螺栓固定在下模板(8)上，上模板(1)通過導向件(2)滑動裝配在模套(4)上，模套(4)內(nèi)部安裝有可替換式模芯(5)，模芯(5)內(nèi)部安裝有型芯(6)，型芯(6)和模芯(5)組合形成澆筑模腔，模芯(5)的一側(cè)上口處開設(shè)有溢流槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具，其特征在于：模芯(5)采用垂直面分模的方式，模芯(5)分為左右兩部分，其分模面貫穿整個模腔。
3.一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的生產(chǎn)工藝，使用權(quán)利要求1所述的一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具，其特征在于：包括以下步驟：
S1：模芯(5)表面噴涂脫模劑并預(yù)熱，預(yù)熱溫度200-300℃，將預(yù)熱膨脹后的模芯(5)裝入模套(4)中，使得模芯(5)和模套(4)間隙滿足排氣要求;
S2：向模腔中澆入35#鋼融液，澆鑄溫度1520-1550℃，待35#鋼融液完全將型芯(6)完全覆蓋后停止?jié)仓?，等待冷卻降溫至1000-1100℃;
S3：向模腔中繼續(xù)澆鑄高鉻鑄鐵融液，澆鑄溫度1420-1450℃，控制充型速度300-400mm/s，直至多余的高鉻鑄鐵融液從溢流槽中流出，停止?jié)茶T;
S4：停止?jié)茶T后迅速操作
液壓機控制上模機構(gòu)下壓，下壓速度保持10-15mm/s，壓直最低點時持續(xù)保壓一段時間，保壓壓力為80-120MPa;
S5:操作液壓機抬起上模機構(gòu)，頂出桿(7)將模芯(5)頂出，取出液鍛作業(yè)完成后的錘頭，錘頭放入電阻爐中進行熱處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于：S5中的熱處理具體包括以下步驟：待錘頭放置到電阻爐中后，2小時內(nèi)隨爐升溫至700℃，保溫1小時，隨后2小時內(nèi)繼續(xù)升溫至960℃，保溫4小時后，快速出爐冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于：熱處理淬火完成后，為消除錘頭殘余應(yīng)力，對其進行回火操作，冷料裝爐，2小時內(nèi)隨爐升溫至350℃，保溫4小時，隨后出爐空冷。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的生產(chǎn)工藝，其特征在于：步驟S4中的保壓時間為t，保壓時間t根據(jù)公式σK，其中σ為鑄件等效凝固厚度，取6-8cm;K為凝固常數(shù)，取20-30。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬壓鑄技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具及生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)
[0002]錘式破碎機是建材、冶金、化肥等工業(yè)部門廣泛使用的生產(chǎn)設(shè)備，由于被破碎物料一般是巖石、金屬礦石等堅硬物體，錘頭的工作表面與物料接觸，產(chǎn)生高應(yīng)力磨損，導致錘頭成為了消耗量很大的易磨損件。
[0003]在火力發(fā)電系統(tǒng)中，污染排放量低的環(huán)流化床鍋爐被大規(guī)模使用，為降低經(jīng)濟成本，多采用低熱值劣質(zhì)煤作為燃料，大塊的劣質(zhì)煤在使用前都會通過錘式破碎機破碎成小塊，增強燃燒性能，使其燃燒的更加充分。
[0004]圖1為雙金屬復合錘頭的壓鑄模具的結(jié)構(gòu)示意圖，錘頭頭部作為主要受力部位，破碎過程中需要不斷地敲擊、碾壓煤塊，因此該部分需要具有高硬度和高耐磨性，而錘頭尾部部分設(shè)有吊耳，用于與錘柄相連，因此這一部分需要具有好的沖擊韌性，若采用高硬度的材料，則極容易出現(xiàn)吊耳破裂，錘頭掉落到破碎腔體造成破壞的情況。傳統(tǒng)的雙金屬復合錘頭采用砂型鑄造的生產(chǎn)工藝，錘頭頭部和錘頭尾部分別采用兩種金屬溶液澆筑，自然冷卻后形成毛坯件，由于兩種金屬的澆筑溫度不同，凝固區(qū)間不同，不可避免的會出現(xiàn)縮松、夾渣、氣孔等缺陷，這大大影響了雙金屬復合錘頭的壽命。
[0005]傳統(tǒng)的砂型鑄造雙金屬錘頭壽命在破碎優(yōu)質(zhì)煤的情況下可達9-12個月，但在破碎劣質(zhì)煤時壽命卻不足3個月。故本申請?zhí)岢霾捎靡簯B(tài)模鍛工藝生產(chǎn)雙金屬復合錘頭，旨在提高錘頭硬度，大幅度提高其在破碎劣質(zhì)煤時的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具及生產(chǎn)工藝，制得的雙金屬復合錘頭的內(nèi)部晶粒組織更加的細化，碳化物分布更加均勻，雙金屬界面結(jié)合強度更高，使用壽命大大增加，同時采用液壓模鍛的生產(chǎn)工藝，金屬液利用率高，同時省去了冒口的重熔，效率高耗能低，相對砂芯澆筑，
固廢排放顯著減少，實現(xiàn)綠色制造。
[0007]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：
一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具，包括上模機構(gòu)、模套和下模機構(gòu)，上模機構(gòu)包括上模板和沖頭，沖頭通過螺栓固定在上模板上，下模機構(gòu)包括下模板和頂出桿，頂出桿可滑動的配裝在下模板上，模套底部通過螺栓固定在下模板上，上模板通過導向件滑動裝配在模套上，模套內(nèi)部安裝有可替換式模芯，模芯內(nèi)部安裝有型芯，型芯和模芯組合形成澆筑模腔，模芯的一側(cè)上口處開設(shè)有溢流槽。
[0008]優(yōu)選地，模芯采用垂直面分模的方式，模芯分為左右兩部分，其分模面貫穿整個模腔。
[0009]本發(fā)明還涉及一種雙金屬復合錘頭的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
S1：模芯表面噴涂脫模劑并預(yù)熱，預(yù)熱溫度200-300℃，將預(yù)熱膨脹后的模芯裝入模套中，使得模芯和模套間隙滿足排氣要求;
S2：向模腔中澆入35#鋼融液，澆鑄溫度1520-1550℃，待35#鋼融液完全將型芯完全覆蓋后停止?jié)仓?，等待冷卻降溫至1000-1100℃;
S3：向模腔中繼續(xù)澆鑄高鉻鑄鐵融液，澆鑄溫度1420-1450℃，控制充型速度300-400mm/s，直至多余的高鉻鑄鐵融液從溢流槽中流出，停止?jié)茶T;
S4：停止?jié)茶T后迅速操作液壓機控制上模機構(gòu)下壓，下壓速度保持10-15mm/s，壓直最低點時持續(xù)保壓一段時間，保壓壓力為80-120MPa;
S5:操作液壓機抬起上模機構(gòu)，頂出桿將模芯頂出，取出液鍛作業(yè)完成后的錘頭，錘頭
放入電阻爐中進行熱處理。
[0010]優(yōu)選地，S5中的熱處理具體包括以下步驟：待錘頭放置到電阻爐中后，2小時內(nèi)隨爐升溫至700℃，保溫1小時，隨后2小時內(nèi)繼續(xù)升溫至960℃，保溫4小時后，快速出爐冷卻。
[0011]優(yōu)選地，熱處理淬火完成后，為消除錘頭殘余應(yīng)力，對其進行回火操作，冷料裝爐，2小時內(nèi)隨爐升溫至350℃，保溫4小時，隨后出爐空冷。
[0012]優(yōu)選地，步驟S4中的保壓時間為t，保壓時間t根據(jù)公式σK，其中σ為鑄件等效凝固厚度，取6-8cm;K為凝固常數(shù)，取20-30。
[0013]綜上，本發(fā)明的有益技術(shù)效果：采用液態(tài)模鍛工藝制備的雙金屬復合錘頭因為壓力可使鑄件與模具之間充分接觸，增大散熱面積，大幅度加快金屬液的冷卻速度，縮短了凝固時間，從而使得金屬液中的C、Cr、Mn等原子來不及擴散轉(zhuǎn)移，使金相組織晶粒更加細化，碳化物分布更加均勻，有助于兩種金屬液接觸界面之間的相互滲透，界面結(jié)合強度更高，錘頭的硬度和耐磨性都顯著提升，同時金屬液利用率高，同時省去了冒口的重熔，效率高耗能低，相對砂芯澆筑，固廢排放顯著減少，實現(xiàn)綠色制造。
附圖說明
[0014]圖1是壓鑄模具的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是傳統(tǒng)砂芯澆鑄的雙金屬復合錘頭的金相圖;
圖3是本發(fā)明液壓模鍛的雙金屬復合錘頭的金相圖。
[0015]圖中，1、上模板;2、導向件;3、沖頭;4、模套;5、模芯;6、型芯;7、頂出桿;8、下模板。
具體實施方式
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0017]參照圖1，一種錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具，包括上模機構(gòu)、模套4和下模機構(gòu)，上模機構(gòu)包括上模板1和沖頭3，沖頭3通過螺栓固定在上模板1上，下模機構(gòu)包括下模板8和頂出桿7，頂出桿7可滑動的配裝在下模板8上，模套4底部通過螺栓固定在下模板8上，上模板1通過導向件2滑動裝配在模套4上，模套4內(nèi)部安裝有可替換式模芯5，模芯5內(nèi)部安裝有型芯6，型芯6和模芯5組合形成澆筑模腔，模芯5的一側(cè)上口處開設(shè)有溢流槽，模芯5采用垂直面分模的方式，模芯5分為左右兩部分，其分模面貫穿整個模腔。
[0018]通過垂直分模的方式可使分模面貫穿整個模腔，利于壓鑄時模腔內(nèi)氣體的排出，避免工件出現(xiàn)氣孔、縮松的缺陷，提高成品質(zhì)量，通過設(shè)置溢流槽，可以有效地控制模腔內(nèi)金屬液的高度，以保證高度方向上的尺寸準確性，同時澆注時浮在金屬液頂層的氧化物、涂料熔渣等雜質(zhì)能夠一同排出模腔，保證工件成分的穩(wěn)定性。
[0019]本發(fā)明還涉及一種雙金屬復合錘頭的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
S1：模芯5表面噴涂脫模劑并預(yù)熱，預(yù)熱溫度200-300℃，將預(yù)熱膨脹后的模芯5裝入模套4中，使得模芯5和模套4間隙滿足排氣要求;
S2：向模腔中澆入35#鋼融液，澆鑄溫度1520-1550℃，待35#鋼融液完全將型芯6完全覆蓋后停止?jié)仓?，等待冷卻降溫至1000-1100℃;
S3：向模腔中繼續(xù)澆鑄高鉻鑄鐵融液，澆鑄溫度1420-1450℃，控制充型速度300-400mm/s，直至多余的高鉻鑄鐵融液從溢流槽中流出，停止?jié)茶T;
S4：停止?jié)茶T后迅速操作液壓機控制上模機構(gòu)下壓，下壓速度保持10-15mm/s，壓直最低點時持續(xù)保壓一段時間，保壓壓力為80-120MPa;
S5:操作液壓機抬起上模機構(gòu)，頂出桿7將模芯5頂出，取出液鍛作業(yè)完成后的錘頭，錘頭放入電阻爐中進行熱處理。
[0020]具體地，S5中的熱處理具體包括以下步驟：待錘頭放置到電阻爐中后，2小時內(nèi)隨爐升溫至700℃，保溫1小時，隨后2小時內(nèi)繼續(xù)升溫至960℃，保溫4小時后，快速出爐冷卻。熱處理淬火完成后，為消除錘頭殘余應(yīng)力，對其進行回火操作，冷料裝爐，2小時內(nèi)隨爐升溫至350℃，保溫4小時，隨后出爐空冷。
[0021]具體地，步驟S4中的保壓時間為t，保壓時間t根據(jù)公式σK，其中σ為鑄件等效凝固厚度，取6-8cm;K為凝固常數(shù)，取20-30。
[0022]本實施例中，S2中35#鋼融液的澆鑄溫度為1520℃，冷卻降溫至1300℃;S3中高鉻鑄鐵融液的澆鑄溫度為1420℃，充型速度為300mm/s;S4中下壓速度為10mm/s，保壓時間t根據(jù)公式σK確定，本實施例中，σ取8cm，K取25，代入公式中可得t=10min，保壓壓力為80MPa。
[0023]參照圖2和圖3，圖2是傳統(tǒng)砂芯澆鑄的雙金屬復合錘頭的金相圖，圖3是本發(fā)明液壓模鍛的雙金屬復合錘頭的金相圖，本發(fā)明在對金屬液凝固過程進行加壓，能夠提高過冷度，使奧氏體來不及長大，就被共晶組織限制了生長，奧氏晶體不斷被細化，對比圖2和圖3可知，液態(tài)模鍛工藝的雙金屬復合錘頭中的馬氏體組織更小，在保持基本形態(tài)的同時能夠與碳化物形成相間分布的趨勢，使得同一空間內(nèi)的奧氏體更多，組織更加均勻，外在表現(xiàn)為錘頭的硬度和耐磨度均有明顯提高。
[0024]將兩種工藝的雙金屬復合錘頭同參數(shù)下進行硬度測試，測試結(jié)果如下表，
成型工藝砂型鑄造液態(tài)模鍛熱處理工藝亞溫淬火亞溫淬火平均硬度56.559.3
將兩種工藝的雙金屬復合錘頭同參數(shù)下進行耐磨性對比，測試結(jié)果如下表，
成型工藝砂型鑄造液態(tài)模鍛磨前重量/kg10.311.3磨后重量/kg9.510.8磨去重量占比/%7.74.4磨去厚度/mm106
從上面兩表可以看出，相對于傳統(tǒng)的砂型鑄造，液態(tài)模鍛的雙金屬復合的錘頭的平均硬度和耐磨性明顯提高，破碎性能更好，使用壽命更長。
[0025]由于35#鑄鋼與高鉻鑄鐵材料澆鑄溫度不同，其收縮率也不同，采用砂型鑄造的錘頭，在其兩種金屬結(jié)合處極容易出現(xiàn)氣孔及片狀疤皮，影響成品率;而液壓模鍛的雙金屬復合錘頭，因其持續(xù)加壓補縮的特性，大大減少了結(jié)合面的缺陷，兩種金屬的界面結(jié)合的更加細膩，相互之間的滲透性更強。
[0026]本實施例的實施原理為：采用液態(tài)模鍛工藝制備的雙金屬復合錘頭因為壓力可使鑄件與模具之間充分接觸，增大散熱面積，大幅度加快金屬液的冷卻速度，縮短了凝固時間，從而使得金屬液中的C、Cr、Mn等原子來不及擴散轉(zhuǎn)移，使金相組織晶粒更加細化，碳化物分布更加均勻，有助于兩種金屬液接觸界面之間的相互滲透，界面結(jié)合強度更高，錘頭的硬度和耐磨性都顯著提升，同時金屬液利用率高，同時省去了冒口的重熔，效率高耗能低，相對砂芯澆筑，固廢排放顯著減少，實現(xiàn)綠色制造。
[0027]本具體實施方式的實施例均為本發(fā)明的較佳實施例，并非依此限制本發(fā)明的保護范圍，故：凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
說明書附圖(3)
聲明：
“錘式破碎機用雙金屬復合錘頭的壓鑄模具及生產(chǎn)工藝” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：山東蓬萊電力設(shè)備制造有限公司
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2025年03月25日 ~ 27日 
