棒锤为笼式破碎机上的易损件，每台破碎机两组棒锤，内组20件，外组30件，棒锤直接安装在团盘上，具体安装及棒锤形状见图1和图2。在运载过程中，同轴上的两个滚轮反向快速转动，其转速达到980 r/s，煤块通过两层棒锤的快速转动击打而成粉状。棒锤在高速运转的情况下既需要相对高的耐磨性，还要有足够高的韧性，因此要求棒锤材必须具有良好的综合性能。目前采用40Cr铸钢调质处理，材料耐磨性低，导致其使用寿命非常短，需要经常停机更换，大大影响了工作效率，增加了成本。针对此情况，笔者到湖北某化肥厂使用现场分析取证，制定了技术方案，生产出了满足工况使用要求的合格铸件。
1、试制过程
1.1材料选取
选用低S、低P、低Mn的优质球铁生铁，按铸件需求的化学成分配入废钢及回炉铁，采用FeS175作孕育剂，球化剂选用FeSiMg8RE3。
1.2熔炼工艺
采用It中频感应电炉熔炼，铁液出炉温度为1500℃，堤坝式冲入法球化孕育处理。球化处理完毕，转入浇包进行浇注样品，浇注时采用多次孕育处理。铁液化学成分控制为：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生产过程
根据产品的特点及提高效率的要求，同时考虑球铁的石墨化膨胀特性，采用金属模具、树脂砂造型，造型时每箱8件，底注式竖直浇注，铸件顶部设置补缩冒口，确保铸件内部组织的均匀性。
1.4热处理工艺
根据此产品的使用要求，采用热处理工艺为：奥氏体化温度870—900 0C，保温时间1～2 h；等淬温度260-290℃，等温时间l～2 h。
2、结果分析及测试
对铸件进行解剖，中心部位未见缩松、缩孔类铸造缺陷。采用铸件本体取样制作4根试棒进行力学性能检测，在拉伸试棒上截取金相检测试样。金相及力学性能检测结果见图3及表1。
3、棒锤使用效果
在两台笼式破碎机上分别装上ADI棒锤和40Cr铸钢棒锤进行对比试验，然后在某化肥厂进行使用，使用过程中尽可能保证两台破碎机工况一致。结果表明：ADI棒锤的使用寿命为190～210天，40Cr铸钢棒锤的使用寿命为90～110天。
综合以上结果进行分析，棒锤采用ADI材料，其优点主要如下：
(1)ADI材料基体为奥铁体组织，而40Cr铸钢调质处理后材料基体为回火索氏体混合组织。下贝氏体硬度高，具有更好的耐磨性，而且AD1中所含的残余奥氏体具有较好的塑性和形变能力，保证了棒锤在高速运转过程中的韧性，使冲击应力集中得以松弛，阻碍裂纹的进一步扩展，大大增强了其使用寿命。
(2)ADI材料相对于40Cr铸钢材料密度小，减轻了整套转轮的质量，降低了单位产量能量消耗，符合国家节能减耗政策。
(3)ADI棒锤相对于40Cr铸钢棒锤降噪效果好，整个破碎过程中，减少了噪音的污染，改善了工人操作环境，为工人健康提供了保证。
(4)棒锤使用寿命大大提高，减少了经常停机更换零件频率，大大提高了效率，增加了台产量，节约了成本。
4、结论
(1)ADI棒锤硬度≥40 HRC，抗拉强度>1 300MPa．伸长率>3%;
(2)同等工况下，ADI棒锤的使用寿命是40Cr铸钢材料棒锤的2倍以上；
(3)使用AD1棒锤，减少了停机更换频率，增加了台产量，降低了运营成本，提高了经济效益。
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