高錳鋼類錘頭及適應工況條件，耐磨錘頭常用的材料有：高錳鋼、高鉻鑄鐵、低碳合金鋼。高錳鋼韌性好，工藝性好，價格低，其主要特點是在較大的沖擊或接觸應力的作用下，表面層將迅速產生加工硬化，其加工硬化指數比其它材料高，耐磨性得到較大的提高。但如果使用破碎機錘頭過程中沖擊力不夠或接觸應力小，則不能使表面迅速產生加工硬化，高錳鋼的耐磨性就不能充分發揮。由于破碎物料，錘頭頭部需要良好的耐磨性而柄部又需要足夠韌性，通常用合金鋼、高錳鋼、鑄鋼加高鉻鑄鐵雙金屬復合等材料用鍛造或鑄造方法一次成型，配上相應的熱處理工藝就比較經濟一點。鞏義東辰實業生產的耐磨錘頭有高錳鋼材質類型的，下面東辰介紹高錳鋼類錘頭及適應工況條件。

1.高錳鋼錘頭
高錳鋼是傳統的耐磨材料，距今已有100多年的歷史。高錳鋼鑄態組織為奧氏體和部分碳化物。碳化物數量多時會在晶界上以網狀出現，嚴重割裂基體組織，降低了基體組織的韌性；但經過水韌處理后，基體組織完全奧氏體化，塑性和韌性大大提高，化學成分及性能見表1。在較大的沖擊或接觸應力的作用下，高錳鋼表層奧氏體組織發生相變硬化和加工硬化，原始硬度由HB180～200迅速上升到HB450～500，耐磨性得到大的提高。

外載荷越大，高錳鋼表層加工硬化程度越高；但從表面向內的變形程度逐漸減少，加工硬化程度逐漸降低；因此加工硬化層的下面仍是奧氏體組織，它與硬化層牢固地結合在一起，具有良好的抗磨料犁削磨損性能和較好的抗沖擊疲勞性能。當表層硬化層逐漸被磨耗的同時，在強烈外載荷的作用下，硬化層不斷向內發展，始終維持穩定的硬化層，具有較好的抗磨性能。

2.合金化高錳鋼錘頭
為了進一步提高高錳鋼錘頭的耐磨性能，在保留足夠韌性的前提下，對高錳鋼進行合金化處理，研制了改性合金高錳鋼。如單獨或復合加入Cr、Mo、V等，改善高錳鋼的屈服強度、奧氏體加工硬化能力、晶粒細化度、彌散強化程度等，進一步提高高錳鋼的使用壽命。

Cr是強擴散元素，影響碳的擴散過程，提高奧氏體的穩定性、屈服強度和淬透性。Cr是較強的碳化物形成元素（與Mn比較），能形成比（Fe·Mn）3C更穩定的（Fe·Cr）3C型合金滲碳體。當Cr含量超過2.5％時，基體組織韌性急劇下降。高溫時，Mo固溶奧氏體，冷卻凝固后部分固溶于體中，部分分布在碳化物中，改善奧氏體沿樹枝晶發展的傾向，抑制過冷奧氏體分解，提高奧氏體的穩定性。合金化高錳鋼經過沉淀強化熱處理，晶粒細化，奧氏體晶界基本無碳化物出現。雖然基體上有部分碳化物，但呈細小顆粒狀均勻彌散分布，是奧氏體基體的強化相，大大提高了合金高錳鋼的耐磨性。

3.高錳鋼鑲鑄高鉻合金鑄鐵錘頭、鑲鑄鋼結硬質合金錘頭
高錳鋼錘頭韌性高，抗強烈沖擊能力高。高鉻合金鑄鐵錘頭合金含量高，經過適當的熱處理后，其組織為：M7C3型碳化物+馬氏體+彌散分布的二次碳化物+殘余奧氏體，宏觀硬度達HRC60以上，抗磨損能力強。鋼結硬質合金是以難熔金屬碳化物（主要是TiC、WC）作硬質相，以碳鋼為粘結相，用粉末冶金法制取的復合材料。其組織特點是，微細的硬質相晶粒均勻彌散地分布于碳鋼基體中，具有較高的抗磨損性能。為充分發揮高錳鋼優良的抗沖擊性能和高鉻合金鑄鐵（或鋼結硬質合金）較強的抗磨損性能，采用鑲鑄生產工藝見圖3，將兩種材料有機地結合在一起，經水韌處理后，獲得具有較高綜合性能和抗磨損性能的復合新材料。

具體鑲鑄生產工藝過程為：在型腔某部位預先放人具有良好耐磨性的預制塊（高鉻合金鑄鐵或鋼結硬質合金），然后向型腔內澆注具有良好韌性的母液（高錳鋼），通過母液強烈的熱作用，使鑲塊與母液接觸的界面上在一定的時間內處于熔化或溶解狀態并發生元素的相互擴散及冶金反應，冷凝后，鑲塊與母材牢同的熔焊為一體。

4.高錳鋼工作表面堆焊耐磨層
隨著表面堆焊技術的發展，研制了高錳鋼工作表面堆焊耐磨層錘頭。堆焊時，在高溫脆性區，晶界周圍易產生低熔點共晶體，如Fe+FeS（熔點985℃）、FeS+FeO（熔點940℃）及Fe+Fe3P（熔點1 050℃）等。由于高錳鋼的線膨脹系數大，導熱系數低（約為低碳鋼的1/5），焊接時易產生較大的熱應力和組織應力，易發生過熱現象；降低了焊接接頭和焊縫的韌性，同時易產生熱裂紋。

奧氏體基體組織受熱至300℃以上時，碳化物會沿晶界析出，破壞了奧氏體組織的完整性，晶界碳化物的聚集會使高錳鋼脆化。為避免高錳鋼基體性能惡化，基本上采用“冷焊”工藝，即采用各種方法使高錳鋼基體在焊接過程中保持在較低溫度，減少基體在300℃以上的停留時間。針對高錳鋼錘頭堆焊后不進行水韌處理的工況，為降低焊接時產生的熱應力和組織應力，采用堆焊層組織結構逐漸過渡（母材+中間過渡層+耐磨層）的復合堆焊技術方案，確保焊接接頭和焊縫具有足夠的韌性。堆焊后耐磨層金屬（耐磨層厚約5～10mm）的硬度為HRC55～60，使用壽命大大提高。

綜上所述，高錳鋼錘頭、合金高錳鋼錘頭、高錳鋼鑲鑄高鉻合金鑄鐵錘頭、高錳鋼工作表面堆焊耐磨層錘頭適合石灰石品質較高（石灰石中硅含量≤2%，抗壓強度≤120MPa）、錘頭線速度較高（35～40m/s）、進料粒度較大（800～1 000mm）、物料綜合水分高（≥2%）的工況條件。高錳鋼鑲鑄高鉻合金鑄鐵錘頭、鑲鑄鋼結硬質合金錘頭適合石灰石品質較差（石灰石中硅含量≥2%，抗壓強度≥120MPa）、轉速較低（30～35m/s）、進料粒度較小（500～800mm）、物料綜合水分較低（≤2%）的工況條件。

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