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    反擊式破碎機是水泥、陶瓷、礦山、電力等行業(yè)廣泛使用的破碎機械，錘頭是反擊式破碎機中破碎物料的主要部件，該部件在使用中錘柄不斷承受交變的彎曲應力和沖擊力，而錘頭部位則主要承受較強的沖擊力和摩擦力。因為高錳鋼具有良好的加工硬化特性和較高的韌性，所以在反擊式破碎機上所使用的錘頭大多為高錳鋼材質，采用普通砂型鑄造方式生產(chǎn)，但是，高錳鋼錘頭一般只能連續(xù)使用3—5天（約40h）左右，其主要的破壞形式是錘頭磨損。由于普通鑄造成形的錘頭存在氣孔、縮松、縮孔以及晶粒粗大等缺陷，在工作過程中與堅硬的物料沖擊時，受到大的沖擊力易發(fā)生破裂和磨損。近年來所開發(fā)的復合鑄造錘頭工藝復雜，且接合面處組織同一性差，易斷裂和剝落，性能穩(wěn)定性差。本設計研究一種應用于反擊式破碎機的可更換式組合型錘頭，不僅提高了錘頭一次性使用壽命，而且大幅度降低了錘頭綜合使用成本。
1、錘頭材料的選取
1.1錘頭的失效分析
    反擊式破碎機錘頭在工作期間，除受到物料的撞擊外，還受到物料的沖刷，這樣長期反復使用，錘頭的工作面就會被磨損，使表面形狀發(fā)生變化。如圖l所示．錘頭兩側的棱角會被磨成光滑的弧面。當錘頭的工作面磨成弧面后，表面受力就發(fā)生了變化，作用在磨損面上的力可分解為兩個分力，一個是垂直于錘面的法向力F．一個是平行于錘面的切向力F，前者對錘頭產(chǎn)生撞擊作用，后者對錘面造成切削、沖刷。在錘頭工作初期，主要表現(xiàn)為撞擊磨損；當錘頭磨損后，主要表現(xiàn)為沖刷磨損，使金屬從錘面上遷移。沖刷磨損是錘頭失效的主要形式。盡管物料的撞擊可對錘頭產(chǎn)生一定量的加工硬化，但沖擊力還不足以使錘頭的工作面形成堅固的硬化層，造成錘頭的耐磨性不夠，最終使得錘頭在工作期迅速失效。
1.2錘頭的材質分析
    影響錘頭磨損的主要因素有：錘頭的材質、制造質量及結構設計、破碎機的技術設計等。錘頭材質的選取對提高錘頭的使用壽命至關重要。
    從受力形式來看，錘柄部位由于不斷的承受交變的彎曲應力，因而需要較強的沖擊韌性，而合金鋼具有較強的韌性；錘頭頭部主要承受摩擦力和沖擊力，而鉻系耐磨鑄鐵在韌性較強的基體中鑲嵌硬質的M7C3型碳化物，具有較強的耐沖擊性和優(yōu)良的耐磨性。經(jīng)有關試驗檢測，其耐磨性大約為高錳鋼的3倍以上。因此，采用合金鋼做錘柄、鉻系耐磨鑄鐵做錘頭耐磨塊必然大幅度提高錘頭的使用壽命，從而延長設備使用壽命，提高破碎機生產(chǎn)效率。
1.2.1高鉻鑄鐵耐磨塊的成分設計
    耐磨塊選擇C、Cr、Mo等為主要的合金化元素，各元素的主要作用為：
    C:碳是影響低、中合金耐磨鋼組織性能的關鍵元素，碳量不同可獲得硬度和韌性的不同匹配關系，低碳合金韌性較高而硬度低，高碳合金硬度高而韌性不足，中碳合金則有較高硬度和良好韌性。錘頭耐磨塊中碳的質量分數(shù)取為1.8%-2,2%。
    Si:硅在鋼中主要起固溶強化作用，但過高的Si會使鋼的脆性增加，因此其含量取為0.2%-0.5%。
    Cr:鉻在耐磨鑄鐵中起主導作用，它能部分溶于奧氏體中，推遲過冷奧氏體轉變，增加鋼的淬透性，強化基體且不降低韌性；Cr具有較強的回火抗力，能使厚斷面的性能均勻；同時，當鉻碳比(Cr/C)大于5時，鑄鐵中形成M7C3型碳化物，使得鉻系耐磨鑄鐵在韌性較強的基體中鑲嵌硬質的孤島狀碳化物．具有較強的耐沖擊性和優(yōu)良的耐磨性。因此，錘頭耐磨塊中鉻含量確定為10.5%～15.0%。
    Mo:鉬在鋼中能夠有效地細化鑄態(tài)組織，提高斷面的均勻性，防止回火脆性的發(fā)生，提高鋼的回火穩(wěn)定性，改善沖擊韌性；并使鋼的C曲線向右移，并使珠光體與貝氏體轉變曲線發(fā)生分離，顯著提高鋼的淬透性，能提高鋼的強度和硬度。錘頭耐磨塊中鉬含量確定為1.5 %^-2.0%。
    Cu:銅不形成碳化物，以同溶態(tài)存在于基體中，可改善鋼的韌性。此外Cu還有類似Ni的作用，能提高淬透性和基體的電極電位，增加鋼的抗腐蝕性，這一點對濕磨條件下工作的耐磨件尤其重要。耐磨塊中Cu的加入量取為0.8%～1.0%。
    P、S：它們均是有害元素，在鋼中易形成晶界夾雜物，增加鋼的脆性，增加鑄件在鑄造和熱處理過程中的開裂傾向，因此均要求小于0.04%。
1.2.2合金鋼錘柄的成分設計
    為了獲得較高的韌性以滿足沖擊力較大的使用條件，錘柄選用低合金鋼30CrMnTi．其中元素含量(質量分數(shù)，%):0.20-0.35C，2.0—2.2Cr，1.5Mn，l.OTi，<0.005S、P等。鑄造毛坯必須經(jīng)過熱處理得到所需組織形態(tài)。
2、錘頭結構設計
    錘頭易磨損部位設計為如圖2所示的錘頭耐磨塊。鑄造成型的耐磨塊通過線切割加工，將配合面加工成上窄下寬的“梯形”特殊的異形燕尾結構，以改善錘頭結合面受力狀況，提高結合面抵抗沖擊的能力。錘柄和楔形壓塊結構如圖3、4所示。
    錘頭耐磨塊與錘柄的組合主要通過上窄下寬的“梯形”異形燕尾結構實現(xiàn)，從結構上改善了錘頭結合面受力狀況，提高了結合面抵抗沖擊的能力。組合結構如圖5所示。
3、具體實施方案
    步驟l：在中頻感應電爐中熔煉化學成分(質量分數(shù)%  ):1.8—2.2C ,10.5~15.OCr,0.5 Si, 1.5—2.OMo,  10Cu,<0.005S、P等的高鉻鑄鐵合金，將通過成分化驗的合金液澆鑄成耐磨塊毛坯，并進行退火處理，得到馬氏體基體和均勻分布的M7C3型碳化物組織的耐磨塊。
    步驟2：將耐磨塊毛坯結合面通過線切割加工的方法加工成圖2所示。
    步驟3：按圖3、4所示將鑄造成型的錘柄及楔形壓塊毛坯，進行機械加工。
    步驟4：裝配成型。
4、結束語
    所設計的應用于反擊式破碎機的可更換式組合型錘頭，采用鉻系耐磨鑄鐵（耐磨塊），具有良好的耐磨性能；錘柄采用30CrMnTi合金鋼，韌性好。另外當耐磨塊磨損失效后可方便更換新的耐磨塊，從而大幅度降低了綜合使用成本。采用特殊的上窄下寬的“梯形”異形燕尾結構，從結構上改善了錘頭結合面受力狀況，提高了結合面抵抗沖擊的能力。復合錘頭可滿足∮1000 mm×1200 mm型等以下反擊式破碎機使用性能要求，在使用中不脫落、不破碎。

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