對破碎機錘頭來說,材質的選擇在很大程度上決定著錘頭的耐磨性,這里我們談一下破碎機錘頭的多樣化及對材質的選擇建議。錘頭的磨損機理是以沖刷磨損為主,并伴有低應力的撞擊磨損。因此破碎機錘頭材質的選擇不僅要求從磨損機理考慮,而且要根據工況條件及錘頭的大小來考慮。從小型錘式破碎機錘頭材質來分析,通常使用的材質有以下幾種。
1、高錳鋼錘頭
高錳鋼仍是錘頭傳統材質,經多年使用觀察發現高錳鋼錘頭并不耐磨,使用壽命短,破碎石灰石的錘頭一般可工作2~3個月,在有些工況條件下,使用不到一星期,高錳鋼錘頭之所以不耐磨,如前所述,一是錘頭的磨損是以沖刷磨損為主,二是錘式破碎機錘頭在運轉過程中所受的沖擊力并不大,使高錳鋼錘頭的加工硬化效果不顯著,錘頭重量越大,所受的沖擊力越大,其強化效果越顯著。因此作為大型錘頭的材質,強化高錳鋼仍是可供選擇的材質。加入Cr的強化高錳鋼錘頭,在破碎鐵礦石時,錘頭的壽命比普通高錳鋼錘頭提高50%。另外也可采用含錳量為17~19%的超高錳鋼,同時增加Cr、Mo等元素,提高其屈服強度和初始硬度等性能,在實際生產中也得到了較好的使用效果。
2、中錳鋼錘頭
為了不增加錘頭的價格,又能達到ZGMn13錘頭的使用效果,根據錳量降低后,奧氏體穩定性下降,從而提高奧氏體形變硬化效果的理論基礎,人們開發了中錳鋼錘頭(錳含量為5~9%,其實際使用壽命比ZGMn13提高了50%以上,取得了較好的使用效果。我們研制的鑄態中錳鋼錘頭在破碎納長石時,其使用壽命比ZGMn13提高60%以上。同時鑄造態中錳鋼錘頭較大的優點在于其有磁性,可通過磁選除去礦石中的鐵屑,保證陶瓷制品的燒結質量,而高錳鋼因無磁性,其磨屑混雜在納石粉中,就會影響陶瓷制品的燒結質量。
3、高鉻鑄鐵復合錘頭
眾所周知,高鉻鑄鐵是一種具有優良抗磨性能的耐磨材料,但韌性較低,易發生脆性斷裂,為使高鉻鑄鐵錘頭安全運行,人們開發了復合錘頭,即將高鉻鑄鑲鑄在高錳鋼或低合金鋼錘頭頭部,或者錘頭的工作部分采用高鉻鑄鐵,錘柄部分采用碳鋼,將兩者復合起來,使錘頭頭部具有高硬度,高耐磨性,而錘柄部具有高韌性,充分發揮兩種材料的各自優點而克服單一材料的缺點,滿足使用性能要求。在水泥行業破碎水泥熟料,其使用壽命比高錳鋼錘頭提高2倍以上,破碎石灰石和白云石提高5倍以上;在立式破碎機上破碎硅石時可提高10倍以上。
4、低合金鋼錘頭
高鉻鑄鐵復合錘頭,雖具有較高的使用壽命,但其制造工藝復雜,工藝要求較嚴格,同時嚴禁鐵塊進入破碎機,一般要求在喂料前端有二級吸鐵裝置。為此,近年來研制開發了多種多元低合金鋼錘頭,其基體組織有馬氏體,貝氏體或貝氏體+馬氏體復合組織。在同等工況條件下,其使用壽命至少比高錳鋼錘頭提高1倍以上。59kg重的氏合金鋼錘頭,其破碎石灰石可用7個多月,而高錳鋼錘頭僅用3個月,壽命提高1倍多。
4、錘頭材質選擇的幾點建議
綜上所述,錘頭在使用中不同程度地撞擊磨損與切削磨損,對使用的材質提出高韌性與高硬度的要求,但眾所周知,韌性與硬度是一對矛盾。因此在實際選擇材質時,一定要充分了解工況條件及磨損機制,合理選用材質。
a、錘式破碎機的大小及錘頭的重量:破碎機規格越大,錘頭重量越重,其所破碎物料的塊度越大,因此,錘頭受到的沖擊載荷也越大。為此,在選擇材質時應首先考慮在保證錘頭韌性的前提下提高其硬度。
b、所破碎物料的塊度與硬度:物料硬度越高,對錘頭材質的硬度要求越高;而物料塊度越大,對其韌性要求越高。
c、在選用錘頭材質時,還應考慮到技術經濟效果,力爭做到優良價謙,具有市場況爭力。同時還應考慮其工藝合理性,使生產廠易于組織生產與質量控制。