破碎机锤头磨损失效分析

锤式破碎机是冶金、矿山、电力、建材等行业常用的破碎设备。锤头(见图2-6)是其中主要的易磨损件。其工作过程主要靠高速旋转的锤头将由高处落下的物料击碎。被破碎了的物料以高速度向链条方向冲击，粒度较大的经反复破碎，粒度较小的即从篦缝中排出。所以锤头的工作方式是以撞击为主，间有冲刷磨损。

目前国内生产钻头的材料多种多样，有高锰钢，有中碳钢及中碳低合金钢等等，这里以用量最大的高锰钢为分析对象。破碎的物料更是五花八门，这里以破碎长石、石灰石、煤矸石，高炉矿渣、玻璃等物料为主进行分析。高锰钢锤头在破碎以上物料时其使用寿命根短，长的可用几个班，短的仅几个小时。为了寻求提高材料耐磨性途径，为研究新材料，新工艺提供依据，我们对高锰钢锤头进行以下磨损失效分析。

(1)锤头的工况条件

锤头打击物料的区域为工作面(见图2-7a)，随工作面不断被磨损工作面将发生(图2-7b，c所示)变化，物料对锤头的磨损方式也将发生变化，初期锤头以被撞击受力方式为主，当被磨损到一定程度时，物料将对锤头工作面及瑞头产生冲刷作用。当锤头磨到一定尺寸后由于工作效率低，破碎物料粒度过大，就需更换锤头了。

被破碎的物料硬度大都在HV600以下，硬度不高而且易碎。水韧处理后的高锰钢锤头硬反为HBl79-230。

(2)失效捶头的宏观分析

磨损失效后的高锰钢锤头见图2-8。高锰钢具有表丽加工硬化特性。当受到物料幢击时。恢锤头表面产生捡洛吭们出现加工硬化层。高锰钢耐磨性好坏，主要决定于加工硬化层的深度和硬度，图2-9是5.8kg锤头和11.5kg锤残体加工硬化曲线。由图2-9可知，两种锤头的加工硬化效果很差，尤其是5.8kg锤头，其最高加工硬度仅HM530，且加工硬化层不到0.5mm。可以认为这种上况条件下高锰钢锤头磨损属于低冲击磨料磨损，是造成高锰钢锤头耐磨性差的主要原因。

(3)微观分析

当新锤头开始工作时，工作区和物料是以撞击形式接触的，显微照片(图2-10)上可以看到撞击坑，撞击坑造成变形使锤头表面产生加工硬化，多次检击后便产生疲劳裂纹，裂纹扩展交别形成磨滔，磨屑脱离造成锤头磨损。当锤头被磨损到一定程度时，工作区不再只与物料发生撞击，而是撞击的同时物料还将沿锤头前端工作区产生滑动，造成物料对锤面的冲刷，图2-11就是撞击坑和切削犁沟共存的显微照片。

(4)结论和建议

高锰钢锤头在破碎中等硬度以下的物料时，由于冲击力不足，不能使撞击表面产生充分的加工硬化层，是导致富锰钢锤头耐磨性不高的主要原因。工作区前端磨损后，物料将沿锤头端滑动，对锤头产生切削式原料磨损，加剧锤头的磨损。

建议此类锤头改用普通中低碳钢制造，锤头工作区及端头等处堆焊硬面合金材料。这样锤头成本基本不增加，又可以提高其耐磨性，而且锤头还可以反复堆焊使用。