各種破碎、粉碎設備在建筑材料和冶金礦山行業中被廣泛應用，其中以鄂式、錘式和反擊式破碎機為主。在水泥生產中粉碎成本約占生產成本的20%左右，由于傳統的高錳鋼在應用過程中耐磨性不高，使磨損件的消耗占據了主要地位。我們早在20世紀90年代初就開始了用高鉻鑄鐵生產破碎機易損件的探索，取得了可喜成績，特別是在反擊式破碎機板錘上的應用取得了很大成功。本文就反擊式破碎機板錘的應用條件及特點進行了簡要分析，闡述了用多元高鉻鑄鐵進行板錘生產的工藝及應用效果。
1、反擊式破碎機板錘的工作條件
    反擊式破碎機具有破碎比大、效率高、結構簡單并可以進行選擇性破碎等優點，應用及發展速度很快，迅速超過了其它形式的破碎機。目前各種類型的反擊式破碎機，被廣泛應用在粗碎、中碎、細碎等各破碎階段。而高錳鋼板錘的壽命很短，已嚴重影響了反擊式破碎機更加廣泛的應用。
    反擊式破碎機的板錘以螺釘固定、插入法固定、楔塊固定等多種形式安裝固定于破碎機的轉子上，如圖l所示。螺釘固定式結構形式簡單，應用較為普遍。它的截面近似于矩形，呈長條狀，延長度方向安裝在轉子的托板上。有依靠的固定形式，為應用高硬度材料創造了條件。工作時板錘以30～40 m/s．甚至達到50 m/s的線速度破碎物料，磨損極為嚴重，板錘的不斷更換不但消耗大量的金屬材料，更因為停產大大影響破碎機的生產率，甚至成為生產的限制性環節。
    為了適應高硬度材料的應用，要特別注重產品的鑄造質量，特別是安裝面的幾何尺寸及形狀誤差要保證在合理范圍之內，以保證運行時平穩可靠。
2、板錘結構的改進
    反擊式破碎機板錘的原始結構設計主要依據高錳鋼的性能特點而定，改用脆性較大的高鉻鑄鐵時要根據具體產品的結構尺寸進行必要的改進。主要有兩個方面：一是將原來可能引起應力集中的方形螺栓孔改為圓形或橢圓形孔，可以有效減少開裂現象：二是將較長（超過900 mm）的板錘從安裝孔中間斷開，并在不影響粉碎效果的前提下，留適當安裝間隙，可以有效減小彎矩，降低對安裝面的尺寸及形狀要求，有利于牢固平穩安裝，保證安全可靠服役。
3、多元高鉻鑄鐵化學成分的確定
    反擊式破碎機板錘的工作條件惡劣．特別是在破碎高強度、硬度的難破物料時，對材質的強韌性要求較高，普通高鉻白口鑄鐵具有很好的抗磨性，但其強度不高、韌性不足、缺口敏感性大、易于斷裂，特別是在應用后期當板錘厚度較小時加劇了板錘的斷裂傾向。在使用過程中一旦出現斷裂，必然會引起停機停產，嚴重時還可能造成破碎機的損壞，這也是國內諸多生產廠直至目前仍采用韌性極好的高錳鋼材料的主要原因之一。所以我們在進行該產品的開發時首先采取措施來彌補普通高鉻鑄鐵的不足，用以鉻為主要合金配合多種其他少量或微量合金元素，達到細化組織，提高強韌性的目的。
    成分控制的主要原則：依據經典的高鉻鑄鐵理論，在含碳量一定的條件下，欲得到分布形態好、硬度高的M7C3型碳化物，Cr/C控制在5.0以上。實際生產中我們控制在5.0—6.5．并適量加入了Mo、V、Ti、Mn、Cu等多種合金元素。
    其中加入的V、Ti量較少，主要起強化基體、細化組織、提高合金抗磨性和韌性的作用。同時Ti具有良好的脫氧作用，對改善鑄態碳化物有益。V在含碳的鐵基合金中形成(V、Fe)C簡寫為MC或(V、Fe)4C3型碳化物，通過回火后的碳化物反映在二次析出硬化方面發揮巨大作用。釩的碳化物VC、V4C3比M2C、M6C硬度更高。
    考慮到板錘的幾何形狀及工作條件，適當加入了Mo、Cu合金。鉬的加入主要是為了提高淬透性并使基體具有更好的綜合性能。銅的加入可改善鉻、鉬元素在碳化物和基體組織中的分配比例，有效細化組織，改善材料韌性，提高淬透性。
    大量實驗研究結果表明，其化學成分（質量分數，%）控制范圍在：2.5—2.9C、14～16Cr、0.5-0.9Si、0.7—1.2Mn、1.2—1.8Mo、0.3-0.5V、0.1～0.3Ti、0.8～1.2Cu，應用效果最佳。
4、鑄造及熱處理工藝
4.1熔煉工藝
    鑄鐵熔煉在酸性中頻感應電爐中進行。原材料應無嚴重銹蝕、油污及其他雜物。配料時注意各種合金的吸收率均在95%以上，只有錳為85%～90%。熔煉時較貴重合金在后期加入，為了使硅鐵、錳鐵起到更好的沉淀脫氧作用，在出爐前15min加入。進行爐前化驗，合格后升溫并加入釩鐵及鈦鐵，出爐加覆蓋劑。鐵水出爐溫度控制在1560±25℃。
4.2變質孕育處理工藝
    為了使所研制的多元高鉻鑄鐵具有更好的綜合性能，我們進行了必要的孕育和變質處理。變質處理方案延用了本生產單位的復合變質處理工藝：用包內沖入法進行變質處理，變質劑使用前進行200～300℃的預熱，處理溫度為l530±l0℃。為獲得更好的變質效果，同時加入一定量的硅鐵和稀土合金進行孕育。澆鑄溫度控制在1400±20℃，一次沖型。用該工藝處理效果較為理想。可以使碳化物孤立程度有所增加，分布更加均勻：初生奧氏體直徑變小，一次性沖擊值明顯提高；鑄鐵中的含硫、氧值有所下降。
4.3造型工藝
    多元高鉻鑄鐵的流動性、縮孔率等主要鑄造工藝性能與一般同等含碳量、含鉻量的普通高鉻鑄鐵相差不大。根據板錘的幾何結構特點分析認為，板錘結構簡單，形狀單一，有一個集中的熱節，在確定鑄造工藝時首先應注意補縮。為確保工作面的內部質量健全，將工作面放于下箱，此時安裝面可能出現較大的凹坑和局部凸起，在采用手工濕砂造型時上箱用整芯做出，并在安裝孔中間位置預埋小塊冷鐵。在不降低工藝出品率的條件下得到外觀質量良好，內部健全的合格鑄件。
4.4熱處理工藝
    為了很好的發揮多元高鉻鑄鐵的耐磨性，鑄件毛坯必須經過硬化處理，盡管處理前后的碳化物形狀、分布、數量及顯微硬度等各項指標不會發生實質上的變化，基體組織卻發生了根本轉變f4J。同時在960～980℃保溫較長時間，過飽和奧氏體中會有富鉻碳化物析出，形成粒狀的M23C6型碳化物。通常認為該相在不降低機械強度的條件下對提高抗磨性有利。保溫時間也不能過長，否則會造成晶粒粗大也不利于馬氏體的形成，有可能出現珠光體類型的組織，這是我們所不希望得到的，因為它既不利于耐磨性的提高，也不利于機械強度的提高。所以采用了高溫保溫3-4 h，直接出爐強制風冷，夏季適當進行噴霧冷卻的熱處理制度。鑄件本體硬度可以達到52～60 HRC。
    鑄件進行250±20℃，保溫5h的低溫回火，主要目的是減小鑄件在硬化處理時所產生的應力。
5、使用效果
    我們用多元高鉻鑄鐵生產的板錘在黑龍江尚志水泥廠應用破碎石灰石等水泥原料。原使用的高錳鋼板錘每套僅可破碎2 000—3 000t，改用多元高鉻鑄鐵后可破碎10 000 t以上，使用壽命提高4倍多。在大連第三構建廠破碎生產建筑構件的石料，同樣條件下，使用壽命比原應用的高錳鋼板錘提高4～6倍，并在應用過程中沒有出現斷裂現象。收到了優良的應用效果，不但降低了板錘的材料消耗，更減少了更換配件所需要的人工、材料費用，特別是大大降低了停機而帶來的生產率損失，以后在十幾個建材和礦山企業中得到了推廣，收到了很好的效果，創造了更高的經濟效益。
6、結論
    (1)反擊式破碎機板錘工作條件惡劣，磨損嚴重，高錳鋼材料在強韌性上可以滿足生產條件要求，但耐磨性不高，特別是在破碎高硬度材料時，壽命很低。
    (2)板錘是在有依托的條件下工作，在進行適當的結構改進，并很好保證鑄造質量的條件下，應用高硬度耐磨材料是可行的。
    (3)合理選擇化學成分，并經過變質處理的多元高鉻鑄鐵，在反擊式破碎機板錘上的應用安全可靠，壽命比使用高錳鋼提高了4倍以上，有利于生產的順利進行，具有很好的經濟效益和社會效益。