某公司4号窑生产线是1条1000t/d干湿混合生产线，料浆烘干破碎采用的是丹麦史密斯公司的ET250×225烘干破碎机，随机带来2套锤头，每套近10万元，而且在实际使用中发现锤头磨损很快。我们决定自制贝氏体球铁锤头替代进口。自制的贝氏体球铁锤头经过2年试用效果良好。
1、锤头磨损及失效分析
烘干破碎机工作简图如图1，其破碎在旋转锤头和破碎腔体间进行。生料浆从喂料口喷入破碎腔，部分直接冲刷高速旋转的锤头并被流经破碎机的热气流烘干；部分与随热风进入的生料干粉相遇成饼或团，经高速旋转的锤头撞击而被破碎，同样也被流经破碎机的热气流烘干。经过破碎烘干的物料随气流从破碎机上部排出，进入选粉机，粗颗粒返回喂料装置，细颗粒进入旋风筒选粉。烘干破碎机腔体温度基本保持在300℃左右
分析认为，烘干破碎机锤头在工作过程中有3方面的受力：一是破碎腔上部与继续落下的物料相撞击，物料小能量冲击锤头，使得金属表面产生微裂纹，裂纹扩展，形成碎片脱落，导致冲击磨损；二是料浆和干粉中的石灰石微粒直接冲刷锤头，物料刺入锤头材料表面，在一定法向力的作用下，对材料表层金属产生显微切削、冲刷．使金属表面磨损；再就是烘干破碎机在破碎过程中破碎腔下部总有一定的积料，高速旋转的锤头还要对破碎腔底部堆积的物料施以撞击、刮带，堆积的物料也就直接擦划锤头，造成磨损。
在监控过程中，我们对进口锤头进行抽样分析和检验，其结果见表1。进口锤头的金相组织主要是索氏体十碳化物（微量）+残余奥氏体（少量），而且硬度低，只有HB180~ 220，而冲击韧性却高达52J／CIT12，使得锤头不能有效地抵抗料浆中石灰石微粒的刺入、刻划和冲刷，造成严重的犁削磨损。同时由于工作环境温度较高，而进口锤头抗热氧化元素Cr. Ni的含量不高，故其抗热氧化性不是很好，表面有氧化起皮现象，为此我们决定自制贝氏体球铁锤头替代进口锤头。进口锤头磨损状况如图2所示。
2、贝氏体球铁锤头的制备
2.1 贝氏体球铁锤头化学成分设计
由于物料冲击功不是很大，可不要求太高的冲击韧性，故可用贝氏体球铁替代钢。在较高含碳量的基础上配入硼以形成硼碳化物，强化显微硬度，提高耐磨性并均匀化；同时配入Cr. Mo. Cu等合金元素，以细化晶粒、强化基体组织，大幅度提高其淬透性，使锤头在空冷条件下形成下贝氏体。贝氏体球铁锤头化学成分分析如表2。
2.2 贝氏体球铁锤头制造
熔炼设备为1. 5t/h的3排热风冲天炉，生铁、废钢及铁合金等均采用工业原料。出铁温度1420~1450℃，采用敞口包，用堤坝式冲入法进行球化处理，球化剂为FeSiMg8RE7，孕育剂为75SiFe;浇注温度控制在1320—1350℃；湿砂造型，采用缝隙式浇注系统，利于凝固，便于切割；倾型浇注，型腔内刷涂料，外敷冷铁，以获得细晶粒、无砂眼、无气孔高质量的铸件；热开箱以增加锤头硬度。
3、贝氏体球铁锤头与进口锤头的对比
3.1金相组织及力学性能
材料的耐磨性与其组织有着密切的关系，有关磨损试验表明材料的耐磨性取决于组织，硬度高物料压入材料表面的深度浅，磨损小，耐磨性高。而且低冲击功下的冲击磨损耐磨性取决于硬度指标，同时锤头还抗磨料磨损，其硬度若被磨料硬度超过磨损将大增。可见提高锤头材质的硬度，有助于提高耐磨性。贝氏体球铁锤头由于采用较高的含碳量并配入合金元素，锤头获得了高硬度基体及一定数量的碳化物硬质相，提高了机械强度、耐磨、抗热等综合性能，可以很好地抵抗硬物料对锤头表面的犁削、凿削、磨粒磨损。2种锤头金相组织及性能对比见表3。
3.2 2种锤头使用效果
1996年试制12块贝氏体球铁锤头与进口锤头一同装机试用，发现贝氏体球铁锤头抗磨性能良好。在产量达3万t后拆下进行比较如表4。1999年4月该生产线技改时整套更换为贝氏体球铁锤头，一直工作至2000年12月。1整套贝氏体球铁锤头与进口锤头使用结果对比如表5所示。
目前我公司烘干破碎机仍用贝氏体球铁锤头。
1、锤头磨损及失效分析
烘干破碎机工作简图如图1，其破碎在旋转锤头和破碎腔体间进行。生料浆从喂料口喷入破碎腔，部分直接冲刷高速旋转的锤头并被流经破碎机的热气流烘干；部分与随热风进入的生料干粉相遇成饼或团，经高速旋转的锤头撞击而被破碎，同样也被流经破碎机的热气流烘干。经过破碎烘干的物料随气流从破碎机上部排出，进入选粉机，粗颗粒返回喂料装置，细颗粒进入旋风筒选粉。烘干破碎机腔体温度基本保持在300℃左右
分析认为，烘干破碎机锤头在工作过程中有3方面的受力：一是破碎腔上部与继续落下的物料相撞击，物料小能量冲击锤头，使得金属表面产生微裂纹，裂纹扩展，形成碎片脱落，导致冲击磨损；二是料浆和干粉中的石灰石微粒直接冲刷锤头，物料刺入锤头材料表面，在一定法向力的作用下，对材料表层金属产生显微切削、冲刷．使金属表面磨损；再就是烘干破碎机在破碎过程中破碎腔下部总有一定的积料，高速旋转的锤头还要对破碎腔底部堆积的物料施以撞击、刮带，堆积的物料也就直接擦划锤头，造成磨损。
在监控过程中，我们对进口锤头进行抽样分析和检验，其结果见表1。进口锤头的金相组织主要是索氏体十碳化物（微量）+残余奥氏体（少量），而且硬度低，只有HB180~ 220，而冲击韧性却高达52J／CIT12，使得锤头不能有效地抵抗料浆中石灰石微粒的刺入、刻划和冲刷，造成严重的犁削磨损。同时由于工作环境温度较高，而进口锤头抗热氧化元素Cr. Ni的含量不高，故其抗热氧化性不是很好，表面有氧化起皮现象，为此我们决定自制贝氏体球铁锤头替代进口锤头。进口锤头磨损状况如图2所示。
2、贝氏体球铁锤头的制备
2.1 贝氏体球铁锤头化学成分设计
由于物料冲击功不是很大，可不要求太高的冲击韧性，故可用贝氏体球铁替代钢。在较高含碳量的基础上配入硼以形成硼碳化物，强化显微硬度，提高耐磨性并均匀化；同时配入Cr. Mo. Cu等合金元素，以细化晶粒、强化基体组织，大幅度提高其淬透性，使锤头在空冷条件下形成下贝氏体。贝氏体球铁锤头化学成分分析如表2。
2.2 贝氏体球铁锤头制造
熔炼设备为1. 5t/h的3排热风冲天炉，生铁、废钢及铁合金等均采用工业原料。出铁温度1420~1450℃，采用敞口包，用堤坝式冲入法进行球化处理，球化剂为FeSiMg8RE7，孕育剂为75SiFe;浇注温度控制在1320—1350℃；湿砂造型，采用缝隙式浇注系统，利于凝固，便于切割；倾型浇注，型腔内刷涂料，外敷冷铁，以获得细晶粒、无砂眼、无气孔高质量的铸件；热开箱以增加锤头硬度。
3、贝氏体球铁锤头与进口锤头的对比
3.1金相组织及力学性能
材料的耐磨性与其组织有着密切的关系，有关磨损试验表明材料的耐磨性取决于组织，硬度高物料压入材料表面的深度浅，磨损小，耐磨性高。而且低冲击功下的冲击磨损耐磨性取决于硬度指标，同时锤头还抗磨料磨损，其硬度若被磨料硬度超过磨损将大增。可见提高锤头材质的硬度，有助于提高耐磨性。贝氏体球铁锤头由于采用较高的含碳量并配入合金元素，锤头获得了高硬度基体及一定数量的碳化物硬质相，提高了机械强度、耐磨、抗热等综合性能，可以很好地抵抗硬物料对锤头表面的犁削、凿削、磨粒磨损。2种锤头金相组织及性能对比见表3。
3.2 2种锤头使用效果
1996年试制12块贝氏体球铁锤头与进口锤头一同装机试用，发现贝氏体球铁锤头抗磨性能良好。在产量达3万t后拆下进行比较如表4。1999年4月该生产线技改时整套更换为贝氏体球铁锤头，一直工作至2000年12月。1整套贝氏体球铁锤头与进口锤头使用结果对比如表5所示。
目前我公司烘干破碎机仍用贝氏体球铁锤头。
