棒錘為籠式破碎機上的易損件，每臺破碎機兩組棒錘，內(nèi)組20件，外組30件，棒錘直接安裝在團盤上，具體安裝及棒錘形狀見圖1和圖2。在運載過程中，同軸上的兩個滾輪反向快速轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速達到980 r/s，煤塊通過兩層棒錘的快速轉(zhuǎn)動擊打而成粉狀。棒錘在高速運轉(zhuǎn)的情況下既需要相對高的耐磨性，還要有足夠高的韌性，因此要求棒錘材必須具有良好的綜合性能。目前采用40Cr鑄鋼調(diào)質(zhì)處理，材料耐磨性低，導致其使用壽命非常短，需要經(jīng)常停機更換，大大影響了工作效率，增加了成本。針對此情況，筆者到湖北某化肥廠使用現(xiàn)場分析取證，制定了技術(shù)方案，生產(chǎn)出了滿足工況使用要求的合格鑄件。
1、試制過程
1.1材料選取
選用低S、低P、低Mn的優(yōu)質(zhì)球鐵生鐵，按鑄件需求的化學成分配入廢鋼及回爐鐵，采用FeS175作孕育劑，球化劑選用FeSiMg8RE3。
1.2熔煉工藝
采用It中頻感應電爐熔煉，鐵液出爐溫度為1500℃，堤壩式?jīng)_入法球化孕育處理。球化處理完畢，轉(zhuǎn)入澆包進行澆注樣品，澆注時采用多次孕育處理。鐵液化學成分控制為：w(C)3.4%~3.8%，w(Si) 240/o～28%,w(Mn) 0.1%-03%,w(S)<0.035%,w( P)<0.04%。
1.3生產(chǎn)過程
根據(jù)產(chǎn)品的特點及提高效率的要求，同時考慮球鐵的石墨化膨脹特性，采用金屬模具、樹脂砂造型，造型時每箱8件，底注式豎直澆注，鑄件頂部設(shè)置補縮冒口，確保鑄件內(nèi)部組織的均勻性。
1.4熱處理工藝
根據(jù)此產(chǎn)品的使用要求，采用熱處理工藝為：奧氏體化溫度870—900 0C，保溫時間1～2 h；等淬溫度260-290℃，等溫時間l～2 h。
2、結(jié)果分析及測試
對鑄件進行解剖，中心部位未見縮松、縮孔類鑄造缺陷。采用鑄件本體取樣制作4根試棒進行力學性能檢測，在拉伸試棒上截取金相檢測試樣。金相及力學性能檢測結(jié)果見圖3及表1。
3、棒錘使用效果
在兩臺籠式破碎機上分別裝上ADI棒錘和40Cr鑄鋼棒錘進行對比試驗，然后在某化肥廠進行使用，使用過程中盡可能保證兩臺破碎機工況一致。結(jié)果表明：ADI棒錘的使用壽命為190～210天，40Cr鑄鋼棒錘的使用壽命為90～110天。
綜合以上結(jié)果進行分析，棒錘采用ADI材料，其優(yōu)點主要如下：
(1)ADI材料基體為奧鐵體組織，而40Cr鑄鋼調(diào)質(zhì)處理后材料基體為回火索氏體混合組織。下貝氏體硬度高，具有更好的耐磨性，而且AD1中所含的殘余奧氏體具有較好的塑性和形變能力，保證了棒錘在高速運轉(zhuǎn)過程中的韌性，使沖擊應力集中得以松弛，阻礙裂紋的進一步擴展，大大增強了其使用壽命。
(2)ADI材料相對于40Cr鑄鋼材料密度小，減輕了整套轉(zhuǎn)輪的質(zhì)量，降低了單位產(chǎn)量能量消耗，符合國家節(jié)能減耗政策。
(3)ADI棒錘相對于40Cr鑄鋼棒錘降噪效果好，整個破碎過程中，減少了噪音的污染，改善了工人操作環(huán)境，為工人健康提供了保證。
(4)棒錘使用壽命大大提高，減少了經(jīng)常停機更換零件頻率，大大提高了效率，增加了臺產(chǎn)量，節(jié)約了成本。
4、結(jié)論
(1)ADI棒錘硬度≥40 HRC，抗拉強度>1 300MPa．伸長率>3%;
(2)同等工況下，ADI棒錘的使用壽命是40Cr鑄鋼材料棒錘的2倍以上；
(3)使用AD1棒錘，減少了停機更換頻率，增加了臺產(chǎn)量，降低了運營成本，提高了經(jīng)濟效益。
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