法
[0001]
技术领域
背景技术
[0003] 颚式破碎机具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营成本低等特点,因此广泛运用于矿山、
冶金、建材、公路、
铁路等工业部
门。 [0004] 由于颚式破碎机齿板工作时受
力复杂,主要是受到
挤压、冲击、剪切以及
接触疲劳
应力的反复作用,工况条件恶劣,造成严重磨损,是颚式破碎机的主要易损件。在生产中,颚式破碎机的齿板消耗量的多少,对整个破碎成本的高低有非常重要的影响。当前用于制造颚式破碎机齿板的材料主要是高锰
钢,而其他材料应用较少。高锰钢适合在较大冲击
载荷的
磨料磨损工况下使用,而在中、小
能量冲击下,其表面只能部分或者不能被加工硬化,故不抗磨。颚式破碎机齿板就属于在中等冲击应力条件下工作的,加工硬化不能被充分发挥,是造成齿板不耐磨的主要因素。
[0005] 根据颚式破碎机齿板的工作特点,制作齿板的材料必须具有良好的塑性、韧性,又要有较高的
耐磨性能。因此给齿板选材带来困难,这也是当今大多数颚式破碎机齿板选用高锰钢材料的主要原因。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于:提供一种镶铸硬质合金棒的颚式破碎机齿板及其消失模铸造方法,齿板采用具有良好塑性、韧性的高锰钢为主要材料,在齿板容易磨损的破碎齿上,通过消失模铸造方法镶铸硬质合金棒,生产的齿板产品强度和韧性好,硬度和耐磨性高,适合在恶劣工况条件下工作,并且能够破碎不同硬度的物料。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:该齿板采用高锰钢铸造而成,在铸造过程中镶铸硬质合金棒;其中,高锰钢的化学成分的
质量分数为:C 1.18%~1.34%、Mn12.80%~13.75%、Si 0.52%~0.84%、Cr 1.85%~2.38%、S 0.02%~0.03%、P0.05%~0.06%、RE 0.14%~0.19%、Fe 81.41%~83.44%;其中,在齿板容易磨损的破碎齿上镶铸YG20硬质合金棒,该合金棒为外购件,直径为3~5mm,其化学成分的质量分数-3
为:WC 80%、粘结剂20%,性能为:
密度/t.m 13.4~13.8、抗弯强度/Mpa 2400~2480、硬度(HRA)80~83.5。
[0008] 本发明的齿板的铸造方法,该铸造方法包括高锰钢的生产过程和消失模铸造过程及
热处理过程,其中,高锰钢的生产过程为:将普通废钢、
生铁加入中频
感应炉内熔炼,钢液熔清后加入锰铁、铬铁、
硅铁,完全
熔化后调整成分,直至 成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求,然后将
温度升高至1560℃~1590℃,扒渣,加入占钢液质量为0.30%的
铝块脱
氧;将占钢液质量为0.80%~1.00%的稀土合金,其粒度小于8mm,随出炉钢液流冲入浇注包内,对脱氧后的钢液进行变质处理,人工搅拌,静置2~3分钟,当钢液温度降至1450℃~1460℃时,浇入消失模中,以此形成齿板铸件;其中,消失模铸造过程为:首先,需要制作齿板的聚苯乙烯(Eps)
泡沫塑料模的模具,再用该模具制作齿板的泡沫塑料模,然后在齿板的泡沫塑料模的齿上钻制排列有序的小孔,小孔用来安装YG20硬质合金棒,钻孔前应先制作钻模板,该钻模板的内表面形状与齿板单个齿的外表面形状相同,钻孔时将钻模板套在齿板的单个齿上进行钻孔;接着在齿板的泡沫塑料模齿上的小孔中插入YG20硬质合金棒,然后在泡沫塑料模上粘贴浇注系统和冒口、涂敷耐火涂料,进入温度为50℃的烘房烘干已粘贴完工的整体消失模;将烘干的整体消失模埋入干砂中,在振动
频率为50~
60Hz、振幅为1~2mm、
加速度为1~2g参数范围内进行振实;最后,将高锰钢钢液浇入消失模中形成齿板铸件,高锰钢钢液
浇注温度为1450℃~1460℃,
负压真空度为0.02~
0.04Mpa;其中,热处理过程为:浇注后,待齿板铸件冷却到1000℃~1050℃时,将齿板铸件从消失模砂箱中吊出,迅速移动到
水池的上方,自由落体式坠入水池中进行水韧处理,室温后清除浇、冒口,装入箱式
电阻炉中加热至220℃保温2h出炉空冷。
[0009] 其中,在齿板的泡沫塑料模齿上的小孔插入切割成段的YG20硬质合金棒过程中,插入前需要在YG20硬质合金棒上
焊接其直径比合金棒大2~3mm,长度为30mm的Q235圆钢, 目的是为了做到浇注过程中消失模
气化时保证硬质合金棒不位移;其中,考虑到齿板在工作过程中,不同的
位置磨损的程度不相同,磨损最严重处一般在齿板出料处端部,所以在齿板的上、下两端硬质合金棒排列比其他位置要紧密,上端排列紧密主要是为了上、下两端换位使用。
[0010] 本发明具有以下优点:(1)齿板采用高锰钢为主要材料,水韧处理后基体是强韧性好的奥氏体,镶铸的YG20硬质合金棒形成硬质相,达到了既硬又韧的效果;(2)本发明的齿板铸件采用消失模铸造,工艺简单、生产效率高,质量稳定可靠;(3)本发明所镶铸的硬质合金棒在浇注时,不需要加热,解决了传统镶嵌铸造法生产环境恶劣的根本问题;(4)本发明的齿板镶铸的硬质合金棒所需数量少,重量轻,成本低,工作过程中不易脱落,效果好;(5)本发明的齿板采用铸件余热水韧处理的方法,既减少铸件脱
碳,又节约了二次加热所需的
能源。
附图说明
[0011] 图1为本发明齿板的泡沫塑料模齿上钻孔分布示意图。
[0012] 图2为本发明齿板的泡沫塑料模安装YG20硬质合金棒示意图。
[0013] 图中:1为密孔钻模板,2为稀孔钻模板,3为钻孔,4为Q235圆钢,5为齿,6为YG20硬质合金棒,7为齿板的泡沫塑料模。
具体实施方式
[0014] 下面结合
实施例进一步说明本发明的技术解决方案,但不能理解为这些实例是对技术方案的限制。
[0015] 实施例1:生产PE-750×1060动颚齿板,该齿板采用高 锰钢铸造而成,在铸造过程中镶铸硬质合金棒;其中,高锰钢的化学成分的质量分数为:C 1.18%、Mn 12.80%、Si0.52%、Cr 1.85%、S 0.02%、P 0.05%、RE 0.14%、Fe 83.44%;其中,在齿板容易磨损的破碎齿上镶铸YG20硬质合金棒,该合金棒为外购件,直径为5mm,其化学成分的质量分数-3
为:WC 80%、粘结剂20%,性能为:密度/t.m 13.4~13.8、抗弯强度/Mpa 2400~2480、硬度(HRA)80~83.5。
[0016] 本发明的齿板的铸造方法,该铸造方法包括高锰钢的生产过程和消失模铸造过程及热处理过程,其中,高锰钢的生产过程为:将普通废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清后加入锰铁、铬铁、硅铁,完全熔化后调整成分,直至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求,然后将温度升高至1560℃,扒渣,加入占钢液质量为0.30%的铝块脱氧;将占钢液质量为0.80%的稀土合金、其粒度小于8mm,随出炉钢液流冲入浇注包内,对脱氧后的钢液进行变质处理,人工搅拌,静置2~3分钟,当钢液温度降至1450℃时,浇入消失模中,以此形成齿板铸件;其中,消失模铸造过程为:首先,需要制作齿板的聚苯乙烯(Eps)泡沫塑料模的模具,再用该模具制作齿板的泡沫塑料模,然后在齿板的泡沫塑料模的齿上钻制排列有序的小孔,小孔用来安装YG20硬质合金棒,钻孔前应先制作钻模板,该钻模板的内表面形状与齿板单个齿的外表面形状相同,钻孔时将钻模板套在齿板的单个齿上进行钻孔。在泡沫塑料模齿板的齿上的小孔中安装好硬质合金棒,然后在泡沫塑料模上粘贴浇注系统和冒口、涂敷耐火涂料,进入温度为50℃的烘房烘干已粘贴完工的整体消失模;接着,将烘干的整体消失模埋入干砂中,在 振动频率为50~60Hz、振幅为1~2mm、加速度为1~2g参数范围内进行振实;最后,将高锰钢钢液浇入消失模中形成齿板铸件,高锰钢钢液浇注温度为1450℃,负压真空度为0.02~0.04Mpa;其中,热处理过程为:浇注后,待齿板铸件冷却到1000℃~1050℃时,将齿板铸件从消失模砂箱中吊出,迅速移动到水池的上方,自由落体式坠入水池中进行水韧处理,室温后清除浇、冒口,装入箱式电阻炉中加热至
220℃保温2h出炉空冷。
[0017] 其中,在齿板的泡沫塑料模齿上的小孔插入切割成段的YG20硬质合金棒过程中,插入前需要在YG20硬质合金棒上焊接其直径比合金棒大2~3mm,长度为30mm的Q235圆钢,目的是为了做到浇注过程中消失模气化时保证硬质合金棒不位移;其中,考虑到齿板在工作过程中,不同的位置磨损的程度不相同,磨损最严重处一般在齿板出料处端部。所以在齿板的上、下两端硬质合金棒排列比其他位置要紧密(上端排列紧密主要是为了上、下两端换位使用)。
[0018] 实施例2:生产PE-400×600动颚齿板,该齿板采用高锰钢铸造而成,在铸造过程中镶铸硬质合金棒;其中,高锰钢的化学成分的质量分数为:C 1.25%、Mn 13.36%、Si0.65%、Cr 2.15%、S 0.025%、P 0.055%、RE 0.17%、Fe 82.34%;其中,在齿板容易磨损的破碎齿上镶铸YG20硬质合金棒,该合金棒为外购件,直径为4mm,其化学成分的质量分数-3
为:WC 80%、粘结剂20%,性能为:密度/t.m 13.4~13.8、抗弯强度/Mpa 2400~2480、硬度(HRA)80~83.5。
[0019] 本发明的齿板的铸造方法,该铸造方法包括高锰钢的生产过程和消失模铸造过程及热处理过程,其中,高锰钢的生 产过程为:将普通废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清后加入锰铁、铬铁、硅铁,完全熔化后调整成分,直至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求,然后将温度升高至1575℃,扒渣,加入占钢液质量为0.30%的铝块脱氧;将占钢液质量为0.90%的稀土合金、其粒度小于8mm,随出炉钢液流冲入浇注包内,对脱氧后的钢液进行变质处理,人工搅拌,静置2~3分钟,当钢液温度降至1455℃时,浇入消失模中,以此形成齿板铸件;其中,消失模铸造过程为:首先,需要制作齿板的聚苯乙烯(Eps)泡沫塑料模的模具,再用该模具制作齿板的泡沫塑料模,然后在齿板的泡沫塑料模的齿上钻制排列有序的小孔,小孔用来安装YG20硬质合金棒,钻孔前应先制作钻模板,该钻模板的内表面形状与齿板单个齿的外表面形状相同,钻孔时将钻模板套在齿板的单个齿上进行钻孔。在泡沫塑料模齿板的齿上的小孔中安装好硬质合金棒,然后在泡沫塑料模上粘贴浇注系统和冒口、涂敷耐火涂料,进入温度为50℃的烘房烘干已粘贴完工的整体消失模;接着,将烘干的整体消失模埋入干砂中,在振动频率为50~60Hz、振幅为1~2mm、加速度为1~2g参数范围内进行振实;最后,将高锰钢钢液浇入消失模中形成齿板铸件,高锰钢钢液浇注温度为1455℃,负压真空度为0.02~0.04Mpa;其中,热处理过程为:浇注后,待齿板铸件冷却到1000℃~1050℃时,将齿板铸件从消失模砂箱中吊出,迅速移动到水池的上方,自由落体式坠入水池中进行水韧处理,室温后清除浇、冒口,装入箱式电阻炉中加热至
220℃保温2h出炉空冷。
[0020] 其中,在齿板的泡沫塑料模齿上的小孔插入切割成段的 YG20硬质合金棒过程中,插入前需要在YG20硬质合金棒上焊接其直径比合金棒大2~3mm,长度为30mm的Q235圆钢,目的是为了做到浇注过程中消失模气化时保证硬质合金棒不位移;其中,考虑到齿板在工作过程中,不同的位置磨损的程度不相同,磨损最严重处一般在齿板出料处端部。所以在齿板的上、下两端硬质合金棒排列比其他位置要紧密(上端排列紧密主要是为了上、下两端换位使用)。
[0021] 实施例3:生产PE-150×250动颚齿板,该齿板采用高锰钢铸造而成,在铸造过程中镶铸硬质合金棒;其中,高锰钢的化学成分的质量分数为:C 1.34%、Mn 13.75%、Si0.84%、Cr 2.38%、S 0.03%、P 0.06%、RE 0.19%、Fe 81.41%;其中,在齿板容易磨损的破碎齿上镶铸YG20硬质合金棒,该合金棒为外购件,直径为3mm,其化学成分的质量分数-3
为:WC 80%、粘结剂20%,性能为:密度/t.m 13.4~13.8、抗弯强度/Mpa 2400~2480、硬度(HRA)80~83.5。
[0022] 本发明的齿板的铸造方法,该铸造方法包括高锰钢的生产过程和消失模铸造过程及热处理过程,其中,高锰钢的生产过程为:将普通废钢、生铁加入中频感应炉内熔炼,钢液熔清后加入锰铁、铬铁、硅铁,完全熔化后调整成分,直至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求,然后将温度升高至1590℃,扒渣,加入占钢液质量为0.30%的铝块脱氧;将占钢液质量为1.00%的稀土合金、其粒度小于8mm,随出炉钢液流冲入浇注包内,对脱氧后的钢液进行变质处理,人工搅拌,静置2~3分钟,当钢液温度降至1460℃时,浇入消失模中,以此形成齿板铸件;其中,消失模铸造过程为:首先,需要制作齿板的聚苯乙烯(Eps)泡沫塑料模的 模具,再用该模具制作齿板的泡沫塑料模,然后在齿板的泡沫塑料模的齿上钻制排列有序的小孔,小孔用来安装YG20硬质合金棒,钻孔前应先制作钻模板,该钻模板的内表面形状与齿板单个齿的外表面形状相同,钻孔时将钻模板套在齿板的单个齿上进行钻孔,在泡沫塑料模齿板的齿上的小孔中安装好硬质合金棒,然后在泡沫塑料模上粘贴浇注系统和冒口、涂敷耐火涂料,进入温度为50℃的烘房烘干已粘贴完工的整体消失模;接着,将烘干的整体消失模埋入干砂中,在振动频率为50~60Hz、振幅为1~2mm、加速度为
1~2g参数范围内进行振实;最后,将高锰钢钢液浇入消失模中形成齿板铸件,高锰钢钢液浇注温度为1460℃,负压真空度为0.02~0.04Mpa;其中,热处理过程为:浇注后,待齿板铸件冷却到1000℃~1050℃时,将齿板铸件从消失模砂箱中吊出,迅速移动到水池的上方,自由落体式坠入水池中进行水韧处理,室温后清除浇、冒口,装入箱式电阻炉中加热至
220℃保温2h出炉空冷。
[0023] 其中,在齿板的泡沫塑料模齿上的小孔插入切割成段的YG20硬质合金棒过程中,插入前需要在YG20硬质合金棒上焊接其直径比合金棒大2~3mm,长度为30mm的Q235圆钢,目的是为了做到浇注过程中消失模气化时保证硬质合金棒不位移;其中,考虑到齿板在工作过程中,不同的位置磨损的程度不相同,磨损最严重处一般在齿板出料处端部。所以在齿板的上、下两端硬质合金棒排列比其他位置要紧密(上端排列紧密主要是为了上、下两端换位使用)。