多金材混合装置在破碎器械里的运用

　　双金属复合锤式破碎机锤头

　　锤式破碎机是一种用途广泛的破碎设备，这种破碎机锤头大部分采用ZGMn13材质制造，使用寿命一般7～10天。由于锤头耐磨性差，不仅增加停机维修次数、产品质量也受到影响，所以已成为生产中的一个薄弱环节。为了解决锤头耐磨问题，有的单位采用高锰钢低合金ZG30MnSiTi，基体上镶嵌硬质合金等办法，虽然有较好效果，但由于制造成本高，铸造工艺复杂，推广受到限制。针对这个问题，北京水泥机械厂研制成功双金属复合锤头。

　　双金属复合锤头就是锤柄采用ZG45钢，而锤头采用高铬铸铁。高铬铸铁硬度高，耐磨性好，ZG45钢韧性好。采用浇铸法将两种金属复合为一体，使其具有两种金属的优点。既有较高的耐磨性，又可承受一定冲击负荷，取得比较理想的效果。

　　永登水泥厂原料磨前Φ1000×12000毫米锤式破碎机，过去使用高锰钢锤头。由于生产大坝水泥，配料中砂岩改为硅质板岩（石灰石矿山废石）。由于硅质板岩硬度高（约为石灰石的3倍），使破碎机锤头磨损快，检修劳动强度大。为此采用双金属复合锤头安装在2号原料磨前破碎机上，同时在4号原料磨前破碎机安装高锰钢锤头进行对比试验。两台锤式破碎机转速为750转／分，电机功率130千瓦。试验时悬挂3排锤头，每排10个，破碎物料相同。

　　试验结果，双金属复合锤头比高锰钢锤头单位时间磨损量降低了71％，检修劳动强度大大降低。

　　破碎机运转率提高8％，相应减少了原料磨的停车及启动次数，每年4台磨机可节约用电3万千瓦时左右。双金属复合锤头价格是高锰钢锤头的2.6倍，但前者耐磨性是高锰钢锤头的2.84倍，总的效益还是好的。

　　双金属复合颚式破碎机齿板

　　100多年来，国内外，特别是国内颚式破碎机齿板的选材仍然采用高锰钢。由于高锰钢起始硬度较低，尽管其具有加工硬化的特性，但在工作时因其表面的良好塑性变形而形成犁皱，易使齿板早期磨损失效，所以一般一副高锰钢齿板的使用寿命只有200～300小时，每年齿板的消耗量很大。

　　为了合理选材，有效地提高颚式破碎机齿板寿命，唐山水泥机械厂研制了双金属复合齿板。对齿板工作部位选用高耐磨性材料高铬铸铁，而对其基体部位则选用高韧性材料高锰钢，从而构成同时兼有两种材料特性的双金属复合材料产品。

　　双金属复合齿板制造采用化学粘接工艺。高铬铸铁齿块和高锰钢基体需分别冶炼、铸造、热处理，然后还必须经过抛砂清理，达到粘接工艺要求的技术条件后，将耐磨高铬铸铁齿块粘接在高韧性、高强度的高锰钢基体盲孔内，齿块在基体盲孔内的固定，一是靠胶粘剂的粘接力，二是利用高锰钢易塑性变形的特点将齿块紧固，使双金属复合齿板既有高韧性，又有高耐磨性，这种双重特性能满足齿板的工况条件要求。胶粘剂选用粘结强度高、抗冲击力好、具有耐高温性的环氧有机胶粘剂。

　　双金属复合齿板经遵化县振兴水泥厂PED250颚式破碎机装机与高锰钢齿板进行耐磨对比试验。试验结果双金属复合齿板的使用寿命是高锰钢齿板的3.45倍，而吨齿板售价只是高锰钢齿板的2.5倍，因而综合经济效益较好。

　　双金属复合齿板的应用，克服了原始高锰钢齿板不很耐磨的缺点，充分显示了它的高硬度，高冲击韧性的特点，从而降低了大量的合金原材料消耗，节约了由于频繁停机、换件的时间也减轻了操作工人的劳动强度。

　　双金属复合球磨机衬板

　　目前，我国建材、电力、冶金、矿山等工业部门使用的大型球磨机衬板多为高锰钢材质，虽韧性较好，但耐磨性差，屈服强度低，在使用过程中易产生变形，致使磨机衬板因螺栓拉断而脱落。

　　且无法与硬度高、耐磨性好的高铬铸铁球匹配使用。高铬铸铁衬板，虽耐磨性好，不变形，但冲击韧性较差，破裂现象严重，只能制造Φ＜3米的球磨机衬板。国内曾使用水平浇注高铬铸铁D45钢双金属衬板的工艺方法，但其双金属层厚薄不均，容易出现冲混和冷隔等缺陷，因此限制了应用。

　　根据上述大型球磨机衬板存在的问题，为在大型球磨机上取代高锰钢材质，为使耐磨铸铁球与衬板达到良好匹配，解决Φ3米以上球磨机上应用耐磨性*好的高铬铸铁的难题，能源部电力工业耐磨材料试验研究中心与保定热电厂金属磨料公司共同开发生产了立浇双金属复合球磨机衬板，并通过了能源部组织的新产品技术鉴定。鉴定委员会一致认为：立浇双金属复合衬板的铸造工艺设计合理，工艺操作易于掌握，质量稳定，结合性能良好，各项机械性能普遍高于平浇双金属铸件，性能检测、无损探伤检查以及工业性运行试验表明，立浇双金属复合衬板在大型球磨机上使用安全可靠，其耐磨性为高锰钢衬板的4倍以上，适宜制作大型球磨机衬板。经过国际联机文献与专利检索，未见球磨机筒体衬板采用立式浇注工艺，属国内首创，达到国际先进水平。

　　立浇双金属复合球磨机衬板生产工艺是将具有高硬度、高耐磨性且脆性较高的高铬铸铁与具有良好韧性的优质碳素钢结合在一起，用经过处理的低碳钢板作为两种金属的中间隔板，这样既保证两种金属良好地熔合，又保证不会冲混。立浇法需要将两种金属同时冶炼同时浇入型腔，并要求保证两种金属液面同时等速度缓慢上升，熔融的钢水、高铬铸铁水在隔板两侧使隔板温度迅速升高，隔板金属表面熔化0.5毫米左右，遂形成良好的冶金结合。

　　立浇工艺生产的衬板其工作面为抗压强度高、耐磨性能好的高铬合金铸铁，加固面（非工作面）为韧性好的优质碳素钢，达到了既有较高的耐磨性，又有良好的整体韧性。既发挥了两种金属的优点，同时又避免了水平浇注易出现的冲混和冷隔现象。

　　立浇双金属复合衬板在马头电厂Φ370／850大直径磨煤机上装机试用4140小时后拆机，拆机方式是先将磨机压紧楔螺栓松开后开车，衬板从内壁脱浇后被反复冲击压砸，在这种恶劣的况状下并无一块衬板断裂，大修后又继续装机使用。装机试用的立浇双金属复合衬板，经磨损前后测厚检验，根据煤质不同，其耐磨寿命是高锰钢衬板的3～6倍。而价格只是高锰钢衬板的2.16倍，综合效益较好。且能保证设备安全运行，提高设备运转率，减少维修次数，节约检修费用，减轻工人劳动强度。