Nach einer kurzen Einführung in die Eigenschaften häufig verwendeter Materialien für Brechhämmer in Bezug auf Typ, Zusammensetzung, Struktur und Leistung bietet dieser Artikel spezifische Erläuterungen zu mehreren Produktionsprozessen und Eigenschaften verschleißfester Materialien für Brechhämmer. Die Auswahl verschleißfester Materialien für Brechhämmer sollte auf der Art der zerkleinerten Materialien und den Anlagenbedingungen basieren. Wenn die Arbeitsbelastung des Hammers relativ hoch ist, sollten Materialien wie Stahl mit hohem Mangangehalt oder Stahl mit ultrahohem Mangangehalt für den Hammer ausgewählt werden, und die Herstellungsmethode für den Hammer sollte Integralguss sein. Wenn die Arbeitsbelastung des Hammers relativ gering ist, sollten Integralguss- oder Verbundgussverfahren aus legiertem Stahl unter Verwendung von Kohlenstoffstahl und Gusseisen mit hohem Chromgehalt angewendet werden. Zweifellos ist der Einsatz von Verbundgussverfahren zur Herstellung von Brechhämmern eine der effektivsten Möglichkeiten, ihre Lebensdauer zu verlängern.

China Crusher Hammermaterialien

Auf dem chinesischen Markt werden Brechhämmer aus unterschiedlichen Materialien unter unterschiedlichen Arbeitsbedingungen eingesetzt.

Brechhammer aus legiertem Stahl

Wenn die Arbeitsbedingungen des Brechers keine sehr starken Stöße erfordern und die Vorteile von Stahl mit hohem Mangangehalt nicht voll ausgenutzt werden können, kann zur Herstellung von Hämmern legierter Stahl gewählt werden, um die Probleme der geringen Anfangshärte, der schlechten Kaltverfestigungswirkung usw. zu lösen schwache Verschleißfestigkeit dieses Materials. Bei der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von legiertem Stahl wird deutlich, dass verschleißfester Gussstahl, der üblicherweise für Hämmer verwendet wird, aus niedriglegiertem Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt und hochlegiertem Stahl besteht. Zu den wichtigsten Legierungselementen gehören Chrom, Nickel und Molybdän, die die Härtbarkeit des Materials deutlich verbessern. Eine Wärmebehandlung kann die Festigkeit und Zähigkeit des Hammers weiter verbessern. Typischerweise können Verbundstrukturen wie Martensit und Bainit unter Wärmebehandlungsbedingungen wie Luftkühlung oder Abschrecken erhalten werden. Eine anschließende Anlassbehandlung verstärkt die Gesamtfestigkeit und Zähigkeit des Hammermaterials zusätzlich. Der gesamte Produktionsprozess von Gusshämmern aus legiertem Stahl ist nicht komplex. Anfangs weisen sie eine starke Härte auf, und nach der Wärmebehandlung beträgt die Härte mindestens 46 HRC, während die hohe Zähigkeit erhalten bleibt, wodurch die Anforderungen für die Verwendung von Hammermaterialien effektiv erfüllt werden. Hämmer aus legiertem Stahl werden im Allgemeinen verwendet, wenn die Partikelgröße des zerkleinerten Materials klein und die Belastung mäßig ist, und bieten unter solchen Bedingungen eine gute Leistung.

Dieses Material ist zweifellos die beste Wahl für die Herstellung verschleißfester Ersatzteile, die über eine außergewöhnliche mechanische Festigkeit und Zähigkeit verfügen. Diese Eigenschaften sind unerlässlich, um den unterschiedlichsten anspruchsvollen Arbeitsbedingungen standzuhalten. Darüber hinaus ist es das am besten geeignete Material für die Herstellung von Gussteilen für Hauptstahlkonstruktionen, die dynamischen Belastungen ohne Ausfallrisiko standhalten können.

Auf dem chinesischen Markt gibt es einige gängige chemische Zusammensetzungen von Hämmern aus legiertem Stahl:

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Brechhammer aus hochwertigem Chrom

Bei Gusseisen mit hohem Chromgehalt liegt der Schwerpunkt auf der Verwendung von Chrom als Legierungselement. In einigen Fällen werden Elemente wie Nickel und Molybdän hinzugefügt, um die Härtbarkeit des Materials weiter zu verbessern. Aufgrund des hohen Legierungsgrads von Gusseisen mit hohem Chromgehalt weist es im Produktionsprozess von verschleißfesten Materialien wie Brechhämmern häufig eine hervorragende Härtbarkeit, Härtbarkeit und Verschleißfestigkeit auf. Darüber hinaus verfügt es über eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit und Hitzeermüdungsbeständigkeit. Im Hinblick auf die Verschleißfestigkeit ist es den Hammerkopfmaterialien aus Gussstahl mit hohem Mangangehalt deutlich überlegen, was es wohl zum besten Material für die Herstellung von Brechhämmern macht.

Auf dem chinesischen Markt gibt es einige standardmäßige chemische Zusammensetzungen von Chromstahlhämmern:

Brechhammer mit hohem Mangangehalt

Hochmanganstahl besteht hauptsächlich aus Austenit und Karbiden als Gussstruktur. Aufgrund des Vorhandenseins von Karbiden ist seine Zähigkeit nicht hoch und erfordert daher eine Abschreck- und Anlassbehandlung mit Wasser. Nach der Behandlung wandelt es sich in ein einphasiges Austenitgefüge um, das über eine sehr hohe Schlagzähigkeit verfügt. Allerdings bleibt die Ausgangshärte des Materials relativ gering und auch die Streckgrenze ist sehr gering. Mikrolegierter und legierter Hochmanganstahl basiert hauptsächlich auf normalem Hochmanganstahl und beruht auf Mikrolegierungen und Legierungen, um die Matrix weiter zu stärken und die Struktur zu verfeinern, während gleichzeitig eine ausgezeichnete Zähigkeit während des Prozesses der Verbesserung der Anfangshärte und Streckgrenze von Hochmanganstahl erhalten bleibt.

Mittlere Manganscherungen schwächen vor allem den übermäßigen Kohlenstoffgehalt in Stählen mit hohem Mangangehalt entsprechend ab und verringern die Menge an Legierungselementen in fester Lösung in der Austenitstruktur während der Wasserabschreckbehandlung, um die Stabilität der Austenitstruktur zu schwächen. Unter relativ schwachen Belastungsbedingungen lässt es sich leicht verfestigen, wodurch seine Oberflächenhärte erhöht und seine Verschleißfestigkeit optimiert wird. Nach Abschluss der Wasserabschreckbehandlung kann die einphasige Austenitstruktur von Hochmanganstahl unter sehr starker Kollisionsbeanspruchung eine erhebliche Kaltverfestigung erfahren, wodurch die Oberflächenhärte der gesamten Brechhämmer erheblich gestärkt und die Verschleißfestigkeit optimiert wird.

Bei Materialien für Brechhämmer gilt: Je stärker die Schlagbeanspruchung, der sie ausgesetzt sind, desto ausgeprägter sind ihre Verbesserungseffekte, was eine bessere Verschleißfestigkeit widerspiegelt. Nach der Durchführung von Bergbauversuchen mit verschleißfesten Materialien aus hochmanganhaltigem Stahl wurde festgestellt, dass die Härte von hochmanganhaltigem Stahl nach der Wasserabschreckbehandlung 220 HBW erreichte. Beim Einsatz unter relativ stark beanspruchten Arbeitsbedingungen kann seine Oberflächenhärte nach der Kaltverfestigung auf etwa 550 HBW ansteigen, was eine hervorragende Verschleißfestigkeit zeigt. In Umgebungen mit weniger strengen Belastungsbedingungen wird jedoch die Kaltverfestigungswirkung von Hammerköpfen aus hochmanganhaltigem Stahl erheblich verringert und die Gesamtverschleißfestigkeit wird relativ schwach sein, was es schwierig macht, die Leistungsfähigkeit des Materials vollständig zu demonstrieren. Daher ist die Stabilität der Austenitstruktur von Ultrahochmanganstahl relativ stärker. Typischerweise kann es unter hohen Belastungs- oder Dehnungsbedingungen hervorragende Kaltverfestigungseffekte und eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit zeigen.

Auf dem chinesischen Markt gibt es einige standardmäßige chemische Zusammensetzungen von Manganstahlhämmern:

Faktoren, die den Verschleiß des Brechhammers beeinflussen

Einfluss der Rotationsgeschwindigkeit

Durch die richtige Einstellung der Rotationsgeschwindigkeit rund um den Brecherhammer kann die beste Kollisionsrichtung erreicht werden. Wenn die Geschwindigkeit zu hoch ist, wird es schwierig, das Material in den radialen Bereich des Brechhammers zu befördern, und es kommt zu erheblichen Schäden an der Oberseite. Bei geringer Geschwindigkeit dringt das Material zwischen den Brecherhammer ein und verursacht spürbare Schäden an den Seiten und Wurzeln des Brecherhammers. Die richtige Verschleißstelle sollte an einem äußeren Tangentenpunkt liegen, an dem sich der Hammerkopf nach außen erstreckt.

Einfluss des Winkels zwischen den Brechhämmern auf der rotierenden Oberfläche

Die Zeit, die der Brecherhammer benötigt, um sich von Punkt A nach Punkt B zu drehen (ca. 60 Grad), sollte gleich oder annähernd so lang sein wie die Zeit, die das Material benötigt, um zwischen den Brecherhämmern einzudringen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Hammerkopf häufiger mit dem Material kollidiert und ein übermäßiger Verschleiß des Brechhammers verhindert wird. Andernfalls wird sich die Reichweite und Schwere des Verschleißes am Brecherhammer noch verstärken. Beispielsweise weist der im Zementwerk verwendete Brecher ein erhebliches Gefälle (H = 2600 mm) mit einer schnellen Sinkgeschwindigkeit und einer langsamen Rotorrotationsgeschwindigkeit (209 U/min) auf. Während der Hammerkopf zum Arbeitsbereich transportiert und auf den Amboss fallen gelassen wird, ist die Kollisionseffizienz des Hammerkopfs mit dem Material sehr langsam, was zu einem erheblichen Verschleiß an den Seiten- und Wurzelenden des Hammerkopfs führt. Im Zementwerk Huaihai hingegen, wo ein importierter Brecher verwendet wird, ist der gesamte Materialabfall nicht groß (H = 1900 mm) und die Rotorrotationsgeschwindigkeit beträgt 447 U/min. Allerdings kann das Material nicht in den Arbeitsbereich des Hammerkopfes gefördert werden, was zu spürbarem Verschleiß an der Oberseite des Hammerkopfes und einer insgesamt schlechten Betriebseffizienz führt.

Einfluss des Brecherhammergewichts

Die sinnvolle Wahl des Hammergewichts wirkt sich nicht nur auf die Arbeitseffizienz und Produktionsleistung des Brechers aus, sondern hat auch erhebliche Auswirkungen auf den Verschleiß des Hammerkopfes der Maschine. Das optimale Hammergewicht sollte so bemessen sein, dass das Material mit einem Schlag effizient zerkleinert werden kann, unnötige Arbeit minimiert wird, der Hammerkopf nicht nach hinten kippt und nachfolgende Hammerschläge nicht beeinträchtigt werden. Die Größe des Brechhammers hängt direkt von der Härte des zerkleinerten Materials und der für die Zerkleinerung erforderlichen Energie ab.

Gussverfahren für Brechhammer auf dem chinesischen Markt

Integrales Gussverfahren

Bei der integralen Gussmethode oder der einteiligen Gussmethode wird nach Abschluss der Modellherstellung ein Hammermaterial geschmolzen und gegossen. Nach erfolgreicher Erstarrung kann der gegossene Hammerkopf, beispielsweise Hammerkopfmaterialien aus hochmanganhaltigem Stahl oder legiertem Stahl, in dieser Herstellungsmethode verwendet werden. Im eigentlichen Herstellungsprozess kann das Integralgussverfahren Brechhämmer durch Methoden wie mehrere Teile in einer Box oder Serienguss herstellen, um die gesamte Fertigungseffizienz zu beschleunigen.

Bimetall-Verbundgussverfahren

Flüssig-Flüssig-Verbundgussverfahren

Das Flüssig-Flüssigkeit-Verbundverfahren nutzt hauptsächlich Integralguss, um den gewünschten Brecherhammer zu erhalten. Zwei Schmelzöfen werden gleichzeitig gestartet und betrieben, um während des Gießprozesses zwei Legierungsmaterialien zu veredeln. Im Allgemeinen besteht der gesamte Teil des Hammerstiels aus den Guss- oder legierten Stahlmaterialien ZG270-500 oder ZG310-570. Wenn die Stahlzusammensetzung den relevanten Normen entspricht und die Desoxidation normal ist, kann der Stahlguss während des Schmelzprozesses durchgeführt werden. Nach einiger Zeit wird Gusseisen mit hohem Chromgehalt gegossen, um den gesamten Hammerkopf und das entsprechende Angusssystem zu füllen. Um mit dieser Methode hervorragende Gussteile zu erhalten, ist es notwendig, die Gießtemperatur und die Wartezeit nach Abschluss des Stahlgusses genau zu kontrollieren. Konkret: Warten Sie nach dem Gießen des Hammerstiels, bis die Oberfläche des Stahls am Stiel eine erstarrte Schicht mit der erforderlichen Dicke aufweist, bevor Sie sie mit Eisen füllen. Achten Sie dabei darauf, dass es sich nicht mit dem zuvor gegossenen Stahl vermischt. Es ist zu beachten, dass beim Verbundguss aus Gusseisen und Stahl mit hohem Chromgehalt der erste Schritt normalerweise darin besteht, Stahl in den Hammergriffbereich zu gießen. Wenn das Eisen im ersten Schritt direkt gegossen wird, ist es schwierig, eine hervorragende Verbindungsoberfläche zwischen Stahl und Eisen zu erreichen. Dies kann zu Schlackeneinschlüssen, Hohlräumen und anderen Problemen im Verbindungsbereich dieser beiden Materialien führen.

Fest-Flüssig-Verbundgussverfahren

Bei der Fest-Flüssigkeit-Verbundmethode wird Gusseisenmaterial mit hohem Chromgehalt für den Hammerkopfteil verwendet. Gleichzeitig wird für den Hammergriffteil Kohlenstoffstahl oder legierter Stahl ausgewählt. Der erste Schritt besteht darin, die Herstellung des Hammerstielteils abzuschließen, gefolgt von einer spezifischen Bearbeitung und Behandlung des Verbundstoffbereichs um den Hammerstiel, um sicherzustellen, dass die Klebefläche sauber, frei von Verunreinigungen und frei von Oxidation ist und der Hammerstielteil Das zu vermischende Material wird durch Gießen oder Bearbeiten in einen variablen oder unregelmäßigen Querschnitt umgewandelt, um die Schmelzfestigkeit der gesamten Verbundoberfläche zu verbessern und ein Ablösen während der Verwendung des Hammerkopfes zu verhindern. Während des Gussprozesses besteht der erste Schritt darin, den bearbeiteten oder behandelten Hammerstiel in die Sandform zu legen und dann Gusseisen mit hohem Chromgehalt in den Hammerkopfbereich zu gießen. Um eine bessere Verschmelzung der Verbundoberfläche zu gewährleisten, muss der Hammergriffteil vor dem formellen Gießen typischerweise einer Vorwärmbehandlung unterzogen werden. Dies kann durch Vorwärmen oder Induktionsvorwärmen innerhalb der Form erreicht werden. Bei diesem Fest-Flüssig-Verbundverfahren wird der gesamte Hammerkopf aus Manganstahl mit hohem Mangangehalt gegossen, wobei am Hammerende, wo er auf das Material trifft, einige Hartlegierungs- oder Gusseisenblöcke mit hohem Chromgehalt hinzugefügt werden, wodurch die Lebensdauer des Ganzen erhöht wird Hammerkopf.

SHS-Methode mit verschleißfester Legierung

Vereinfacht ausgedrückt synthetisiert die Methode der selbstausbreitenden Hochtemperatursynthese (SHS) Materialien durch starke chemische Reaktionswärme und Selbstleitung zwischen Reaktanten. Sobald die Reaktanten gezündet sind, breiten sie sich automatisch in die Richtung aus, in der es zu keiner Reaktion kommt, bis sie alle vollständig reagieren. Dies ist eines der neuen technologischen Mittel zur Herstellung hochharter, verschleißfester Materialien. Diese Methode weist viele Eigenschaften auf, wie z. B. schnelle Reaktion, umfassende Reaktion und hohe Energieeffizienz. Im Gießprozess wird diese Methode sinnvoll eingesetzt, um Verbindungen mit hoher Härte in Bereichen zu synthetisieren, in denen Verschleißfestigkeit erforderlich ist, um die Anforderungen an die Verschleißfestigkeit zu erfüllen. Bei der sich selbst ausbreitenden Synthese von CrB2 können elementares B oder Cr als Rohstoffe verwendet werden, und auch deren Oxide können als Rohstoffe verwendet werden. Durch das Mischen und Pressen von Pulvern in bestimmte Formen werden diese Pulver beim Gießen in die verschleißfesten Bereiche eingebracht. Unter Nutzung der beim Gießen des geschmolzenen Metalls erzeugten Wärme können diese Pulver eine sich selbst ausbreitende Reaktion eingehen, wodurch in den Bereichen, die Verschleißfestigkeit erfordern, Verbindungen mit starker Härte synthetisiert werden, wodurch die Verschleißfestigkeitsleistung des gesamten Brechhammers verbessert wird.

Methode zum Auftragen einer verschleißfesten Legierung

Beim Auftragsschweißen mit verschleißfesten Legierungen werden harte Legierungsmaterialien verwendet, um die Härte bestimmter Bereiche eines einzelnen Hammerkopfs aus hochfestem Material zu verstärken und so die Verschleißfestigkeit des gesamten Materials zu verbessern. Diese Methode wird hauptsächlich zur Reparatur von Hammerköpfen und anderen Komponenten aus legiertem Stahl verwendet. Beispielsweise kann die Optimierung von D618-Schweißstäben für das Auftragschweißen um ZG35SiMn-Hammerköpfe deren Lebensdauer erheblich verlängern. Beim Auftragsschweißen werden Legierungselemente wie Chrom im Schweißstab verwendet, um eine martensitische Matrix, Verbindung und andere Strukturen mit hohem Kohlenstoffgehalt und hoher Härte zu erzeugen und so Verschleißfestigkeit zu erreichen. Bei der Reparatur von Hammerköpfen aus hochmanganhaltigem Stahl kann die Methode „Grundmetall + Zwischenübergangsschicht + Verschleißschutzschicht“ gewählt werden, die dem Auftragsschweißen entspricht. Beim Auftragsschweißverfahren werden Materialien wie H1Cr21Nil0Mn6 zum Aufbau der Zwischenschicht verwendet, während D227-Schweißstäbe zum Aufbau der verschleißfesten Schicht verwendet werden, wodurch eine perfekte Integration zwischen Grundmetall, Zwischenschicht und verschleißfester Schicht gewährleistet und dadurch erhöht wird die Lebensdauer des reparierten Hammerhais um das 2- bis 3-fache.

Gussinfiltrationsmethode

Die Infiltrationsmethode kann auch die Verschleißfestigkeit der gesamten Brechhämmer verbessern. Es handelt sich um ein oberflächenmetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Hämmern aus legiertem Stahl. Während des Gießvorgangs werden Eisenlegierungspulver mit hohem Kohlenstoff-, Chrom- und Vanadiumgehalt auf die äußere Schicht des Gussstücks aufgetragen und anschließend der geschmolzene Stahl darauf gegossen. In der Erstarrungsphase des Hammers wird die Wärme vollständig genutzt, um das Eisenlegierungspulver auf der Oberfläche zu schmelzen, das dann fest mit dem Grundmetall verschmilzt und auf der Oberfläche des Gussstücks eine Legierungsschicht mit der erforderlichen Dicke bildet. Diese Schicht enthält verschiedene Legierungsverbindungen, die die Härte des Materials erhöhen und seine Verschleißfestigkeit optimieren. Diese Methode wird in einem Schritt während der Erstarrung durchgeführt, was einen erheblichen Vorteil in der Einfachheit im Vergleich zu anderen Methoden darstellt. Es hat jedoch auch einen Nachteil: Die Dicke der metallurgischen Oberflächenschicht kann durch die Erstarrung beeinträchtigt werden, was dazu führt, dass die endgültige Verbundschicht nicht die gewünschte Tiefe erreicht.

Zusammenfassen

Im Allgemeinen sollte die Auswahl von Brechhämmern auf der Art der zerkleinerten Materialien und den Anlagenbedingungen basieren, um die geeigneten Gussmaterialien auszuwählen. Für Materialien mit großen Partikelgrößen oder hoher Härte sollte möglichst Hochmanganstahl oder Ultrahochmanganstahl als Hammerkopfwerkstoff gewählt werden. Wenn die Arbeitsspannung des Hammerkopfes relativ schwach ist oder die Partikelgröße des zerkleinerten Materials klein ist, sollten Hammerköpfe aus legiertem Stahl aus Integralguss oder Verbundwerkstoff aus Kohlenstoffstahl und Gusseisen mit hohem Chromgehalt verwendet werden, um die Lebensdauer des Hammerkopfes zu erhöhen . Verbundgussverfahren zur Herstellung von Hammerköpfen können die Lebensdauer des gesamten Hammerkopfes effektiv verlängern. Bei der Herstellung können je nach Herstellungsbedingungen Flüssig-Flüssigkeit- oder Fest-Flüssigkeit-Verbund-Hammerköpfe ausgewählt werden. Für den Griffteil kann zur Herstellung Kohlenstoff- oder niedriglegierter Stahl gewählt werden, während für den Brechteil hochchromhaltige Gusseisenwerkstoffe zum Einsatz kommen sollten. Verbundgussverfahren können als wichtige Möglichkeit zur Verlängerung der Lebensdauer von Brechhämmern angesehen werden. Beim Hammerguss können Techniken wie mehrteiliger Kastenguss oder Strangguss gewählt werden, um den gesamten Herstellungsprozess zu beschleunigen. Darüber hinaus sollten geeignete Wärmebehandlungsverfahren für die Hammerköpfe eingesetzt werden, um die Verschleißfestigkeit der Materialien vollständig zu verbessern.