提高破碎机锤头的耐磨性

　　提高破碎机捶头的耐磨性王申银（山东济宁职业技术学院，山东济宁272037）锤头是破碎机的关键部件之一，其质量的好坏，一直是水泥厂家非常关心的问题，既要求有较高的硬度以及耐磨损性能，又要求有较高的韧性以及承受冲击性能，它的安全性、可靠性、耐磨性和使用寿命都直接影响着水泥厂的安全生产周期和生产成本，以及工人的劳动强度，所以水泥厂都非常重视破碎机锤头的安全运行质量。为了保证其使用性能选择了ZG65Mn材料。

　　水泥厂碎石用的ZG65Mn锤头，由于其表面硬度不足、耐磨性差，只有五、六个班便要换一次，成为严求，我们对ZG65Mn锤头工作情况进行观察分析，发现锤头的破损无一例外是由于表面硬度不足和严重磨损造成，经测试，锤头表面硬度约22HRC，确实太低。为提高其表面硬度和耐磨性，我们采用了水冷淬火处理的新工艺。

　　从理论上来讲，65Mn弹簧钢应采用油冷淬火，并应及时进行回火，若采用水冷淬火，则易产生开裂。但是，从另一方面看，ZG65Mn碎石锤头体积大、储热量多，降低了冷却速度，使油冷淬火实际上仅相当于正火。试验也证明，油冷淬火硬度只有重制约碎石效率和经济效益的一个因素。应企业要26HRC左右，比空冷提高不了多少。鉴于此，我们大需合理，防止火焰直接冲涮窑皮。

　　（3）根据煤粉中无烟煤掺加比例的变化适当调节燃烧器内外风比例。当无烟煤掺加比例较高时在煤粉细度调整的同时可增加内风风量，适当缩短火焰形状，有利于煤粉和高温二次风充分混合，可防止无烟煤的后燃烧现象，从而防止高温区后移，保护过渡带窑衬。

　　243尽量控制窑头用煤，防止烧大火，烧灼窑皮，窑头用煤比例38以下。244采用合理的生料配料方案，避免因配料不当引起窑内结圈、结蛋、大块料等不正常的现象出现。结蛋和大块料易在窑皮交接处及窑圈前长时间滚动而损伤窑皮和耐火砖，尤其是对过渡带耐火砖损伤更为厉害。

　　245燃煤中加入适量的无烟煤可适当延长并稳定烧成带的长度，有利于使主窑皮控制在21m左右。我公司曾全部使用优质烟煤作燃料，其燃烧速度快，放热集中，使高温区前移，烧成带缩短，主窑皮长度只有17m18m，离目标值短了3m 4m，这样反而危及后段烧成带直接给合镁铬砖的安全。

　　3结束语我公司新型干法水泥生产线从投产至今已运转两年以上，2005年熟料产量比2004年提高10万t，这与窑用耐火砖使用周期的提高紧密相关。我们将继续探索提高窑用耐火砖的使用周期和设备运转率，保证我公司新型干法水泥生产线长期安全、稳定、高产运转。口胆突破理论禁限，选择了水冷淬火，并达到了预期的效果。

　　1水冷淬火处理的新工艺我们对热处理工艺进行了研究，通过综合分析热处理工艺对其组织的影响，确定出了佳的热处理工艺。我们选择了利用铸造余热进行水冷淬火的热处理新工艺，工件出炉后迅速入水进行水淬，水淬采用大容积水池，流动水处理，即在水池下方用高压水泵使冷水自下而上喷出，在水池上方让热水溢出，水池内的水温严格控制在20C40之间。后，取出工件进行空冷。测得淬火ZG65Mn锤头表面硬度在45HRC以上，经热处理的ZG65Mn锤头，工作寿命增加十几倍，解决了锤头在高冲击下，锤柄易断裂，或锤头不耐磨的现状。使破碎机效率大为改善。这不仅降低了锤头的消耗，而且大幅度提高了工作效率，所以产生了很好的经济效益。

　　2捶头化学成分的分析经化学分析，ZG65Mn锤头的主要化学成分如下：C0.66、Mn1.04、Si0.44、S0.034、P0.036.锰是一个为强烈的晶界碳化物形成元素，形成稳定的奥氏体，还是一个过热敏感元素，含量低时，不能满足奥氏体的生成条件，随着锰含量的增加，钢的强度、耐磨性也增加；硅有显著的固溶强化作用，增加钢的致密性，提高耐磨性。因此，较高的含碳量和Mn、Si合金元素的作用，均有利于提高钢的淬透性，若不进行淬火将不能充分发挥ZG65Mn材料的使用性能。ZG65Mn锤头的共析组织为较粗大的层片状珠光体，淬火组织则主要是板条状马氏体和片状马氏体的混合物。当锤头连续工作时，表面温度达到400C左右，将使马氏体转化为渗碳体呈弥散分布的回火屈氏体，并且使显微淬火裂纹被焊合，所以不会出现点蚀性脱落破坏。

　　3淬火裂纹的分析淬火在有些情况下不一定比正火更易产生裂纹，对ZG65Mn锤头水冷淬火处理，具体分析如下：正火时，表层共析组织在较高温度（550*以上）即已形成。在继续冷却过程中，由于表层冷却速度大于内部冷却速度，其较快的收缩受到牵制，从而产生表面拉应力。如果该拉应力大于正火组织的抗拉强度极限，就会造成裂纹。这种正火裂纹往往发生在较高温度区间，因为这时冷却速度大，表面拉应力也大。同时，高温时表层共析组织的塑性也较好，可以通过塑性变形祗消一部分拉应力。因此，正火时表层金属中也有一定的加工硬化现象存在。

　　淬火时，在马氏体开始转变温度Ms线以上不会出现裂纹，因为这时钢的组织为过冷奥氏体，它有足够的塑性以祗消表面拉应力。在表层生成马氏体的过程中，也不会产生裂纹，因为马氏体转变时体积膨胀，而内部组织发生共析转变时的体积变化可以忽略不计，并且冷却过程中内部体积缩小，使表层处于压应力状态。只有在温度继续快速降低时，内部组织也转变为马氏体的过程中，内部体积膨胀时表层的压应力状态转变为拉应力状态，并且拉应力又增大到超过马氏体抗拉强度极限时，才会产生裂纹。

　　4显微淬火裂纹的分析还有一种显微淬火裂纹，是由于片状马氏体形成时的相互碰撞所造成的。为马氏体形成速度极快，相互碰撞时将因冲击而形成相当大的应力场，高碳马氏体又很脆，故极易在相互碰撞时发生开裂。这种裂纹局限于马氏体内，非常细微，所以称之为显微裂纹。当钢的含碳量大于10，淬火时全部形成片状马氏体，显微淬火裂纹才较明显。ZG65Mn淬火时，仍以韧性较好的板条状马氏体为主，且又处于压应力状态，所以可以忽略这种显微淬火裂纹的影响。事实上，淬火锤头仍以磨损失效为主，并未出现点蚀性脱落破坏。口