一种金属陶瓷复合甩锤的制造方法

技术领域

本发明涉及破碎机机械技术领域，尤其涉及一种金属陶瓷复合甩锤的制造方法。

背景技术

甩锤锤头是工业破碎机核心零部件之一，排列装配在破碎机转子的驱动轴上，锤头在破碎机高速运转时直接撞击块状物料，最终将物料破碎成合适的物料粒度。锤头在撞击物料的过程中，其端面工作面极易磨损消耗，一般寿命为15-20天，工况恶劣的情况下，寿命仅有7天左右，严重影响了生产运行效率。

目前锤头已广泛应用于冶金、矿山、建材、水泥等行业。市场上常见的锤头材质有高锰钢、超高锰钢、碳钢/高铬铸铁双金属复合、硬质合金镶嵌高锰钢四大类，因此以上四类材质锤头容易发生磨损而导致使用寿命不高，从而导致材料的消耗及维护成本的增加。近年来，研究者开始将金属陶瓷复合锤头作为新的研究方向，但因工艺和结构等原因，此类锤头在铸造和热处理过程中，复合层容易产生裂纹，并且在撞击物料过程中陶瓷颗粒也易脱落，该问题的存在不但不能提高锤头的寿命，甚至可能降低锤头的寿命，严重影响了陶瓷复合锤头的产业化。

所以本发明提供一种金属陶瓷复合甩锤的制造方法，解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，现有材质锤头易磨损、寿命短问题，所以提供一种金属陶瓷复合甩锤的制造方法，所述金属陶瓷复合甩锤的制造方法包括：

S1将粒径为8~20目的陶瓷颗粒进行表面包覆预处理；

S2将陶瓷颗粒与耐磨金属粉用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中，陶瓷颗粒与耐磨金属粉的质量比为1:1.5～1:1，聚乙烯醇的加入至量是混合物质量的3%～6%；

S3将混合物均匀装入金属模具进行紧实，得到蜂窝状陶瓷金属复合预制件，将蜂窝状陶瓷金属复合预制件取出放置至石墨舟上；

S4将石墨舟整体放入干燥箱中，干燥温度为100～250℃，干燥时间为24～72小时，干燥出箱后脱模后得陶瓷素坯；

S5将干燥后的陶瓷素坯放入真空炉温度，真空炉温度为1220～1450℃、真空度为0.1～1.0Pa下，将陶瓷素坯烧结60～120min，冷却出炉后得蜂窝状陶瓷金属复合预制件；

S6将蜂窝状陶瓷金属复合预制件固定放置在砂型甩锤锤头端面，浇注铸造金属熔液，冷却、落砂及表面清理后，得锤头端面复合有蜂窝状陶瓷金属复合材料的金属陶瓷复合甩锤毛坯；

S7将金属陶瓷复合甩锤毛坯进行淬火、回火热处理，得到锤头端面硬度为59～63HRC的金属陶瓷复合甩锤。

进一步地，所述表面包覆预处理为：

在表面包覆SiO

进一步地，所述蜂窝状陶瓷金属复合预制件设于锤头远离锤柄的一面，所述蜂窝状陶瓷金属复合预制件厚度为10～40mm，蜂窝状陶瓷金属复合预制件孔型为六边形结构，所述蜂窝状陶瓷金属复合预制件四个棱边均设置有半孔型结构。

进一步地，所述第一蜂窝状陶瓷金属复合预制件真空烧结方式为无压烧结。

进一步地，所述耐磨金属粉材质为高锰钢、高铬铸铁或镍硬铸铁中一种。

进一步地，所述陶瓷颗粒为氧化铝、氧化锆、锆刚玉中一种。

进一步地，铸造金属所选材质与所述耐磨金属粉末的材质一致。

进一步地，甩锤的铸造金属材质为高锰钢、高铬铸铁或镍硬铸铁中一种。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明将陶瓷颗粒表面包覆预处理，一方面可以提高陶瓷与金属基体之间的润湿性，另一方面还可以阻止界面发生严重化学反应，因此，可以使界面产生冶金结合，解决了复合层易开裂、陶瓷颗粒易脱落的难题。

2、本发明的蜂窝状陶瓷金属复合预制件孔型采用六边形、棱边采用半孔型，使陶瓷筋厚度更均匀，有利于熔融金属的铸渗，预制件不会因局部受热不均匀导致金属粘结剂熔融、颗粒冲散，保证了陶瓷颗粒增强效果。

3、本发明的蜂窝状陶瓷金属复合预制件表面覆盖层3～6mm铸造金属层，更有利于端面熔融金属的铸渗，形成端面表层金属与陶瓷颗粒的牢固结合。

4、本发明的蜂窝状陶瓷金属复合预制件是由陶瓷颗粒与耐磨金属粉采用粉末冶金工艺压制后在真空无压状态下烧结而成，因此，预制件致密度低，内部存在大量细小的孔，更有利于铸造熔融金属的铸渗，使预制件中的耐磨金属与铸造金属呈冶金结合，形成牢固结合。

5、本发明的锤头端面陶瓷层厚度达10～40mm，金属基体硬度达59～63HRC，可以保证甩锤的耐磨损寿命，寿命是单一金属材质时的3倍以上。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是本发明金属陶瓷复合甩锤的结构示意图；

图3是本发明蜂窝状陶瓷金属复合预制件的结构示意图；

图4是本发明蜂窝状陶瓷金属复合预制件的结构剖视图。

其中，附图标记对应应为：1-锤柄、2-锤头、3-陶瓷金属复合预制件、4-驱动轴固定孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅说明书附图1-4，本实施例中所要解决的技术问题在于，现有材质锤头易磨损、寿命短问题，所以提供一种金属陶瓷复合甩锤的制造方法，所述金属陶瓷复合甩锤的制造方法包括：

S1在粒径为8～20目的陶瓷颗粒的表面包覆SiO

S2将陶瓷颗粒与耐磨金属粉用聚乙烯醇混合均匀得混合物，其中，陶瓷颗粒与耐磨金属粉的质量比为1:1.5～1:1，聚乙烯醇的加入至量是混合物质量的3%～6%；

S3将混合物均匀装入金属模具进行紧实，得到蜂窝状陶瓷金属复合预制件，将蜂窝状陶瓷金属复合预制件取出放置至石墨舟上；

S4将石墨舟整体放入干燥箱中，干燥温度为100～250℃，干燥时间为24～72小时，干燥出箱后脱模后得陶瓷素坯；

S5将干燥后的陶瓷素坯放入真空炉温度，真空炉温度为1220～1450℃、真空度为0.1～1.0Pa下，将陶瓷素坯烧结60～120min，冷却出炉后得蜂窝状陶瓷金属复合预制件；

S6将蜂窝状陶瓷金属复合预制件固定放置在砂型甩锤锤头端面，浇铸铸造金属熔液，冷却、落砂及表面清理后，得锤头端面复合有蜂窝状陶瓷金属复合材料的金属陶瓷复合甩锤毛坯；

S7将金属陶瓷复合甩锤毛坯进行淬火、回火热处理，得到锤头端面硬度为59～63HRC的金属陶瓷复合甩锤。

所述表面包覆预处理为：

所述蜂窝状陶瓷金属复合预制件设于锤头远离锤柄的一面，所述蜂窝状陶瓷金属复合预制件厚度为10～40mm，蜂窝状陶瓷金属复合预制件孔型为六边形结构，所述蜂窝状陶瓷金属复合预制件四个棱边均设置有半孔型结构。所述第一蜂窝状陶瓷金属复合预制件真空烧结方式为无压烧结。所述耐磨金属粉材质为高锰钢、高铬铸铁或镍硬铸铁中一种。所述陶瓷颗粒为氧化铝、氧化锆、锆刚玉中一种。铸造金属所选材质与所述耐磨金属粉末的材质一致。甩锤的铸造金属材质为高锰钢、高铬铸铁或镍硬铸铁中一种。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。