1、前言
    錘式破碎機是冶金、礦山、煤炭、建材和交通等行業中普遍使用的設備，其中錘頭是最容易磨損失效的配件。為了提高錘頭的耐磨性，國內外已研制出了鉻鉬銅多元高鉻鑄鐵錘頭，主要采用降低含碳量和添加鉬、錳、銅等合金元素的措施來提高高鉻鑄鐵過冷奧氏體的穩定性，以保證在空冷條件下不發生珠光體轉變。這不僅會使高鉻鑄鐵中的殘余奧氏體量增加且難以消除，導致耐磨性降低，而且會使熱處理工藝變得復雜，生產成本提高。經過多年的探索，研制出了一種新的高鉻鑄鐵錘頭，通過使用給用戶帶來了較好的經濟效益。
2、錘頭化學成分的選擇
    錘頭工作條件惡劣，要求錘頭既要有相當的韌性，又要有一定的硬度，二者達到最佳配合。錘頭的失效形式是磨損和斷裂，主要磨損形式是鑿削和犁削。從工況分析用高鉻鑄鐵制作錘頭是合適的，因為這種含鉻>12%的白口鑄鐵不僅具有較高的硬度，而且具有較好的韌性，其組織中的碳化物是(Cr，Fe)7C3型，顯微硬度HV1300—1800。根據錘式破碎機錘頭的服役條件，選用錘頭材料的化學成分如表1所示。
3、試驗方法
    用CR -1型差熱分析儀測定高鉻鑄鐵過冷奧氏體在連續冷卻條件下珠光體轉變溫度；用RAX -12型X射線衍射儀測定高鉻鑄鐵中的殘余奧氏體含量；用洛氏硬度計和顯微硬度計分別測定試樣的宏觀硬度和顯微硬度；在MLD - 10型動載磨損試驗機上進行沖擊磨損試驗(沖擊功為1.5J，沖擊次數為10 000次，磨料為水泥熟料，其硬度HV470)；沖擊試樣尺寸20 mm×20 mm×110mm，元缺口。
4、試驗結果及分析
    試樣采用爐冷、風冷、空冷和霧冷等方法改變冷卻速度，用差熱分析儀測定珠光體轉變的開始溫度和終了溫度。實驗結果表明：高鉻鑄鐵采用加熱至980℃保溫后冷卻，在冷速達到190℃/min時仍要發生珠光體轉變。而當高鉻鑄鐵凝固后，于高溫區間緩慢冷卻或停留，能顯著提高其過冷奧氏體的穩定性。當凝固后以10~20 cC/min的冷速冷到980℃后保溫20min．在以后的冷速>70C/min時，可避免珠光體轉變發生。這一現象的發生，是因為高鉻鑄鐵在通常熱處理的加熱保溫過程中，奧氏體中溶入的碳、鉻較少，穩定性不夠高，而在凝固后的高溫區間快速冷卻，又會因凝固時的偏析作用，使奧氏體成分不均勻，在臨近碳化物區，其碳、鉻含量較低，易發生珠光體轉變。而高鉻鑄鐵凝固后在高溫區間緩冷或保溫，可使奧氏體成分趨于均勻，且碳、鉻含量較高，故過冷奧氏體的穩定性明顯提高。
5、高鉻鑄鐵錘頭的生產和應用
    錘頭的化學成分按表1配制，鐵水在150 kg中頻感應電爐中熔化，鐵水出爐溫度1500℃，澆注溫度1 430一l 450℃，錘頭在濕砂型中鑄造，壁厚50mm，澆注后在砂型中停留20min測得溫度降至960℃，開箱風冷錘頭，測得高溫段平均冷速為90℃，nun，當錘頭冷至室溫后于530℃回火2h。用線切割機在處理過的錘頭上切取試樣，測其硬度、沖擊韌性和磨損失重，并與空淬加低溫回火試樣進行比較，高鉻鑄鐵錘頭性能如表2所示。采用新工藝生產的高鉻鑄鐵在適當的高溫風冷并經530℃回火2h處理后，其性能與傳統的熱處理方式相比，雖然硬度較低，但有較高的沖擊韌性和較小的磨損失重，具有較好的抗沖擊磨損性能。
    研制的高鉻鑄鐵錘頭在西安周至縣石英砂廠∮600 mm×800 mm的錘式破碎機上進行裝機試驗，錘頭線速度為33m/s，破碎的物料為硬質石英砂，莫氏硬度為9。試驗結果如表3所示。幾種不同材質錘頭的價格及相對成本如表4所示。
6、結語
    (1)高鉻鑄鐵在高溫區間適當地緩冷或停留可顯著提高過冷奧氏體的穩定性，當冷速大于70℃/min時不發生珠光體轉變，回火后過冷奧氏體將分解為鐵素體和碳化物的復合組織，這種組織具有較高耐磨性和沖擊韌性。
    (2)采用新工藝制造高鉻鑄鐵錘頭的使用壽命是高錳鋼的3. 15倍，而材料費用僅是高錳鋼的