某公司4號窯生產線是1條1000t/d干濕混合生產線，料漿烘干破碎采用的是丹麥史密斯公司的ET250×225烘干破碎機，隨機帶來2套錘頭，每套近10萬元，而且在實際使用中發現錘頭磨損很快。我們決定自制貝氏體球鐵錘頭替代進口。自制的貝氏體球鐵錘頭經過2年試用效果良好。
1、錘頭磨損及失效分析
烘干
破碎機工作簡圖如圖1，其破碎在旋轉錘頭和破碎腔體間進行。生料漿從喂料口噴入破碎腔，部分直接沖刷高速旋轉的錘頭并被流經破碎機的熱氣流烘干；部分與隨熱風進入的生料干粉相遇成餅或團，經高速旋轉的錘頭撞擊而被破碎，同樣也被流經破碎機的熱氣流烘干。經過破碎烘干的物料隨氣流從破碎機上部排出，進入選粉機，粗顆粒返回喂料裝置，細顆粒進入旋風筒選粉。烘干破碎機腔體溫度基本保持在300℃左右
分析認為，烘干破碎機錘頭在工作過程中有3方面的受力：一是破碎腔上部與繼續落下的物料相撞擊，物料小能量沖擊錘頭，使得金屬表面產生微裂紋，裂紋擴展，形成碎片脫落，導致沖擊磨損；二是料漿和干粉中的石灰石微粒直接沖刷錘頭，物料刺入錘頭材料表面，在一定法向力的作用下，對材料表層金屬產生顯微切削、沖刷．使金屬表面磨損；再就是烘干破碎機在破碎過程中破碎腔下部總有一定的積料，高速旋轉的錘頭還要對破碎腔底部堆積的物料施以撞擊、刮帶，堆積的物料也就直接擦劃錘頭，造成磨損。
在監控過程中，我們對進口錘頭進行抽樣分析和檢驗，其結果見表1。進口錘頭的金相組織主要是索氏體十碳化物（微量）+殘余奧氏體（少量），而且硬度低，只有HB180~ 220，而沖擊韌性卻高達52J／CIT12，使得錘頭不能有效地抵抗料漿中石灰石微粒的刺入、刻劃和沖刷，造成嚴重的犁削磨損。同時由于工作環境溫度較高，而進口錘頭抗熱氧化元素Cr. Ni的含量不高，故其抗熱氧化性不是很好，表面有氧化起皮現象，為此我們決定自制貝氏體球鐵錘頭替代進口錘頭。進口錘頭磨損狀況如圖2所示。
2、貝氏體球鐵錘頭的制備
2.1 貝氏體球鐵錘頭化學成分設計
由于物料沖擊功不是很大，可不要求太高的沖擊韌性，故可用貝氏體球鐵替代鋼。在較高含碳量的基礎上配入硼以形成硼碳化物，強化顯微硬度，提高耐磨性并均勻化；同時配入Cr. Mo. Cu等合金元素，以細化晶粒、強化基體組織，大幅度提高其淬透性，使錘頭在空冷條件下形成下貝氏體。貝氏體球鐵錘頭化學成分分析如表2。
2.2 貝氏體球鐵錘頭制造
熔煉設備為1. 5t/h的3排熱風沖天爐，生鐵、廢鋼及鐵合金等均采用工業原料。出鐵溫度1420~1450℃，采用敞口包，用堤壩式沖入法進行球化處理，球化劑為FeSiMg8RE7，孕育劑為75SiFe;澆注溫度控制在1320—1350℃；濕砂造型，采用縫隙式澆注系統，利于凝固，便于切割；傾型澆注，型腔內刷涂料，外敷冷鐵，以獲得細晶粒、無砂眼、無氣孔高質量的鑄件；熱開箱以增加錘頭硬度。
3、貝氏體球鐵錘頭與進口錘頭的對比
3.1金相組織及力學性能
材料的耐磨性與其組織有著密切的關系，有關磨損試驗表明材料的耐磨性取決于組織，硬度高物料壓入材料表面的深度淺，磨損小，耐磨性高。而且低沖擊功下的沖擊磨損耐磨性取決于硬度指標，同時錘頭還抗磨料磨損，其硬度若被磨料硬度超過磨損將大增。可見提高錘頭材質的硬度，有助于提高耐磨性。貝氏體球鐵錘頭由于采用較高的含碳量并配入合金元素，錘頭獲得了高硬度基體及一定數量的碳化物硬質相，提高了機械強度、耐磨、抗熱等綜合性能，可以很好地抵抗硬物料對錘頭表面的犁削、鑿削、磨粒磨損。2種錘頭金相組織及性能對比見表3。
3.2 2種錘頭使用效果
1996年試制12塊貝氏體球鐵錘頭與進口錘頭一同裝機試用，發現貝氏體球鐵錘頭抗磨性能良好。在產量達3萬t后拆下進行比較如表4。1999年4月該生產線技改時整套更換為貝氏體球鐵錘頭，一直工作至2000年12月。1整套貝氏體球鐵錘頭與進口錘頭使用結果對比如表5所示。
目前我公司烘干破碎機仍用貝氏體球鐵錘頭。
