破碎機錘頭磨損失效分析

錘式破碎機是冶金、礦山、電力、建材等行業常用的破碎設備。錘頭(見圖2-6)是其中主要的易磨損件。其工作過程主要靠高速旋轉的錘頭將由高處落下的物料擊碎。被破碎了的物料以高速度向鏈條方向沖擊，粒度較大的經反復破碎，粒度較小的即從篦縫中排出。所以錘頭的工作方式是以撞擊為主，間有沖刷磨損。

目前國內生產鉆頭的材料多種多樣，有高錳鋼，有中碳鋼及中碳低合金鋼等等，這里以用量最大的高錳鋼為分析對象。破碎的物料更是五花八門，這里以破碎長石、石灰石、煤矸石，高爐礦渣、玻璃等物料為主進行分析。高錳鋼錘頭在破碎以上物料時其使用壽命根短，長的可用幾個班，短的僅幾個小時。為了尋求提高材料耐磨性途徑，為研究新材料，新工藝提供依據，我們對高錳鋼錘頭進行以下磨損失效分析。

(1)錘頭的工況條件

錘頭打擊物料的區域為工作面(見圖2-7a)，隨工作面不斷被磨損工作面將發生(圖2-7b，c所示)變化，物料對錘頭的磨損方式也將發生變化，初期錘頭以被撞擊受力方式為主，當被磨損到一定程度時，物料將對錘頭工作面及瑞頭產生沖刷作用。當錘頭磨到一定尺寸后由于工作效率低，破碎物料粒度過大，就需更換錘頭了。

被破碎的物料硬度大都在HV600以下，硬度不高而且易碎。水韌處理后的高錳鋼錘頭硬反為HBl79-230。

(2)失效捶頭的宏觀分析

磨損失效后的高錳鋼錘頭見圖2-8。高錳鋼具有表麗加工硬化特性。當受到物料幢擊時。恢錘頭表面產生撿洛吭們出現加工硬化層。高錳鋼耐磨性好壞，主要決定于加工硬化層的深度和硬度，圖2-9是5.8kg錘頭和11.5kg錘殘體加工硬化曲線。由圖2-9可知，兩種錘頭的加工硬化效果很差，尤其是5.8kg錘頭，其最高加工硬度僅HM530，且加工硬化層不到0.5mm。可以認為這種上況條件下高錳鋼錘頭磨損屬于低沖擊磨料磨損，是造成高錳鋼錘頭耐磨性差的主要原因。

(3)微觀分析

當新錘頭開始工作時，工作區和物料是以撞擊形式接觸的，顯微照片(圖2-10)上可以看到撞擊坑，撞擊坑造成變形使錘頭表面產生加工硬化，多次檢擊后便產生疲勞裂紋，裂紋擴展交別形成磨滔，磨屑脫離造成錘頭磨損。當錘頭被磨損到一定程度時，工作區不再只與物料發生撞擊，而是撞擊的同時物料還將沿錘頭前端工作區產生滑動，造成物料對錘面的沖刷，圖2-11就是撞擊坑和切削犁溝共存的顯微照片。

(4)結論和建議

高錳鋼錘頭在破碎中等硬度以下的物料時，由于沖擊力不足，不能使撞擊表面產生充分的加工硬化層，是導致富錳鋼錘頭耐磨性不高的主要原因。工作區前端磨損后，物料將沿錘頭端滑動，對錘頭產生切削式原料磨損，加劇錘頭的磨損。

建議此類錘頭改用普通中低碳鋼制造，錘頭工作區及端頭等處堆焊硬面合金材料。這樣錘頭成本基本不增加，又可以提高其耐磨性，而且錘頭還可以反復堆焊使用。