锤片是锤片式粉碎机的重要零件。锤片在工作中需要承受冲击载荷、磨损和挤压五力,要求工件具有高强度、高硬度与高耐磨性和优良的耐冲击韧度及疲劳抗力。锤片常规热处理工艺用超高频感应加热电源对锤头进行热处理,工件性能一般,耐磨性不足,使用寿命短,仅约290h。不满足技术要求和生产需要。为防止工件磨损疲劳早期失效和提高工件使用寿命,对锤片进行系列渗硼试验。
试验采用锤片常用材料20钢和QT600一3球墨铸铁,超高频感应加热电源热处理工艺之后。QT600一3锤片采用渗硼处理(工艺5),渗硼层深度0. 04-0. 05mm,渗硼层硬度为1300-1400HV,单相组织为Fe2B。不同工艺处理的20钢锤片的粉碎量、粉碎效率和使用寿命中可以看出,20钢锤片气体加热后渗硼处理,其粉碎量是原常规工艺的3.31倍,工作寿命是常规工艺的2.81倍。锤片渗硼后,其平均失重量和平均失重率大大降低,20钢经超高频感应加热电源热处理后渗硼处理,平均失重量为常规工艺的17.3%,平均失重率为常规工艺的17.9%;QT600一3渗硼处理后,平均失重量为常规工艺的16.8%,平均失重率为常规工艺的12.03%,
分析认为,锤片渗硼可明显提高其耐磨性和使用寿命,超高频感应加热电源热处理后再渗硼具有更佳效果。这是由于工件表面具有高硬度、抗磨损的Fe2B相,高硬度渗硼层使锤片切口保持锋利,故其粉碎量和粉碎效率大为提高;加热后再渗硼后,工件表面至心部的硬度梯度减小,锤片整体强度增强,使工件在重复应力作用下出现凹塌点蚀大大降低,工件疲劳强度提高,因而具有更高的使用寿命。生产表明,20钢锤片在超高频感应加热电源热处理后再渗硼处理和QT600一3锤片渗硼处理相比,其粉碎量和工作寿命提高两倍左右;锤片失重量和失重率仅为常规工艺锤片的1/6或更低。锤片采用超高频感应加热电源改进渗硼工艺处理后力学性能显著提高,锤片服役寿命提高两倍多,是一种有效和实用的改进工艺。