【溫馨提示】壓縮包內(nèi)含CAD圖有下方大圖片預(yù)覽，下拉即可直觀呈現(xiàn)眼前查看、盡收眼底縱觀。打包內(nèi)容里dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內(nèi)文檔可直接點開預(yù)覽，需要原稿請自助充值下載，所見才能所得，請見壓縮包內(nèi)的文件及下方預(yù)覽，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：11970985或197216396

畢業(yè)設(shè)計附本 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 1213 Hammer Crusher Structural Design And 3D Modeling 學生姓名 班 級 學 號 學院名稱 專業(yè)名稱 指導教師 年 5月 30日 目 錄 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題申報表 1 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 任 務(wù) 書 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 7 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導手冊 10 學生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期匯報表 15 學生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期情況檢查表 16 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導教師評閱表 17 畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱表 18 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及綜合成績評定表 19 外文翻譯 20 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題申報表 指導教師 職稱 講師 教研室 機械設(shè)計制造及其自動化 申報課題名稱 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 課題類型 工程設(shè)計類 課題來源 B.社會生產(chǎn)實踐 課 題 簡 介 錘式破碎機是以沖擊形式破碎物料的一種設(shè)備，可將最大粒度為600-1800毫米的物料破碎至25或25毫米以下，適用于在水泥、化工、電力、冶金等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石、爐渣、焦碳、煤等物料的中碎和細碎作業(yè)。本課題要求學生根據(jù)技術(shù)參數(shù)對1213錘式破碎機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模。 課題要求 （包括所具備的條件） 1.學生需具備機械設(shè)計、機械制圖、液壓傳動、電氣控制等基礎(chǔ)知識，能夠查閱與有效使用相關(guān)資料。 2.熟練操作計算機，熟練使用AUTOCAD等工程軟件的能力。 3.提供相關(guān)設(shè)計手冊、部分設(shè)計參考資料、工具書等，提供相關(guān)軟件的使用指導與支持。 課題工作量要求 1、外文文獻翻譯4000字左右（與課題相關(guān)）； 2、設(shè)計說明書的字數(shù)不少于20000字； 3、畢業(yè)答辯圖紙總量不少于3張A0圖紙，其中包括計算機輔助繪圖的工作量； 4、參考文獻不少于15篇（至少2篇外文文獻）。 教研室 審定意見 同意 室主任簽字： 學 院 審定意見 同意 教學院長簽字： 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 任 務(wù) 書 學院（系）： 機電工程學院 專??? ??業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名： 學 ? 號： 設(shè)計(論文) 題目： 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 起 迄 日 期: 2018年 2月26 日~ 2018年 5月 26日 指 導 教 師: 教研室主任: 發(fā)任務(wù)書日期: 2018 年 3 月 4 日 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計的背景： 錘式破碎機是以沖擊形式破碎物料的一種設(shè)備，可將最大粒度為600-1800毫米的物料破碎至25或25毫米以下，適用于在水泥、化工、電力、冶金等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石、爐渣、焦碳、煤等物料的中碎和細碎作業(yè)。本課題要求學生根據(jù)技術(shù)參數(shù)對1213錘式破碎機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模。 2．畢業(yè)設(shè)計(論文)的內(nèi)容和要求： 內(nèi)容要求：1、設(shè)計一種錘式破碎機，并對其進行三維建模，設(shè)計參數(shù)：進料粒度《250mm，出料粒度《20mm，轉(zhuǎn)子直徑x長度1200x1300mm，生產(chǎn)能力50~200t/h。2、完成錘式破碎機的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵零部件的詳細設(shè)計、計算與校核、繪制三維轉(zhuǎn)配圖。工作量要求： 1、外文文獻翻譯4000字左右（與課題相關(guān)）； 2、設(shè)計說明書的字數(shù)不少于20000字； 3、畢業(yè)答辯圖紙總量不少于3張A0圖紙，其中包括計算機輔助繪圖的工作量； 4、參考文獻不少于15篇（至少2篇外文文獻）。 3．主要參考文獻： [1] 高殿榮，王益群.液壓工程師技術(shù)手冊（第二版）.北京：化學工業(yè)出版社，2016年 [2] 胡宗武.起重機設(shè)計與實例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009 [3] 邱宣懷.機械設(shè)計手冊第四版.高等教育出版社,2006年 [4] 成大先.機械設(shè)計手冊.化工工業(yè)出版社,1993年 [5] 胡家秀.簡明機械零件設(shè)計選用手冊.機械工業(yè)出版社,1999年 [6] 陳道南，盛漢中.起重機課程設(shè)計[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993 [7] 張質(zhì)文，王金諾，虞和謙等.起重機設(shè)計手冊[M].北京：中國鐵道出版社，1998 [8] 中國機械工程學會塑性工程學會.鍛壓手冊（第3版）.北京：機械工業(yè)出版社，2015年 4．畢業(yè)設(shè)計(論文)進度計劃(以周為單位)： 1-2周 查詢相關(guān)文獻，收集資料，翻譯外文資料、確定系統(tǒng)總體設(shè)計方案，并遞交開題報告。 3~4周 對各主要機構(gòu)進行方案設(shè)計并完善。 5~9周 對關(guān)鍵部件進行詳細設(shè)計、計算與校核； 10~12周 繪制、修改并完善圖紙、編寫設(shè)計說明書。 13周 完成答辯。 教研室審查意見： 室主任簽名： 年 月 日 學院審查意見： 教學院長簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱： 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 學生姓名： 學號： 指導教師： 職稱： 所在學院： 機電工程學院 專業(yè)名稱： 機械設(shè)計制造及其自動化 日期： 2018 年 3 月 16 日 說 明 1．根據(jù)《畢業(yè)設(shè)計(論文)管理規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見、教研室審查，學院教學院長批準后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應(yīng)當在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設(shè)計開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，沒有經(jīng)過整理歸納，缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊而成的開題報告按不合格論。 5．課題類型填：工程設(shè)計類；理論研究類；應(yīng)用（實驗）研究類；軟件設(shè)計類；其它。 6．課題來源填：教師科研；社會生產(chǎn)實踐；教學；其它 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 課題來源 B.社會生產(chǎn)實踐 課題類型 工程設(shè)計類 1．選題的背景及意義： 錘式破碎機是以沖擊形式破碎物料的一種設(shè)備，可將最大粒度為600-1800毫米的物料破碎至25或25毫米以下，適用于在水泥、化工、電力、冶金等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石、爐渣、焦碳、煤等物料的中碎和細碎作業(yè)。 錘式破碎機作業(yè)時，由轉(zhuǎn)子帶動錘頭高速回轉(zhuǎn)，沖擊物料，使物料沿著自然裂隙、層理面和節(jié)理面等脆弱部分而破碎。由于設(shè)備的作業(yè)環(huán)境很惡劣，如果設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響作業(yè)效率。因此，錘式破碎機主要部件的合理設(shè)計非常重要。通過建立三維立體模型，可以很好地描述錘式破碎機數(shù)學模型的準確性，裝配過程的合理性，作業(yè)過程的動態(tài)性，運動軌跡的正確性。同時也借此機會，將我們所學到的內(nèi)容能夠靈活的運用起來。 2．研究內(nèi)容擬解決的主要問題： 主要問題： 1、機架的設(shè)計要便于其他部件的安裝。 2、考慮錘頭的質(zhì)量對破碎效果的影響。 3、主軸的材質(zhì)選取、長度和剛度計算，還需要考慮主軸的裝配和軸上零件定位。 4、篩孔大小及數(shù)量的選擇對生產(chǎn)率的影響。 5、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理安排，三維建模的建立。 首先，進行系統(tǒng)總體方案的設(shè)計，其中包括各主要機構(gòu)的設(shè)計及相關(guān)計算參數(shù)；其次，對主要零部件（如錘頭、主軸等）進行詳細設(shè)計、計算與校核；再者，確定其它各組成部分；最后，根據(jù)所確定數(shù)據(jù)繪制不少于3張A0圖紙和其三維立體模型，并完成不少于20000字的設(shè)計說明書。 3．研究方法技術(shù)路線： （1）熟悉設(shè)計對象，查閱相關(guān)文獻，了解錘式破碎機的發(fā)展史、類型以及優(yōu)缺點等，為整個設(shè)計奠定基礎(chǔ)，做最基本的準備。 （2）根據(jù)錘式破碎機的工作原理，確定其傳動方式和選擇電動機的型號。 （3）通過查詢機械設(shè)計相關(guān)手冊以及其他資料，根據(jù)計算公式，對錘式破碎機的主要工作部件（如主軸、轉(zhuǎn)子、錘頭等）進行詳細設(shè)計，并進行必要的校核計算。 （4）繪制錘式破碎機的整體裝配圖和主要零部件圖；運用繪圖軟件繪制錘式破碎機的三維立體模型。 ? (5) 撰寫設(shè)計論文，闡述設(shè)計依據(jù)，說明設(shè)計內(nèi)涵。根據(jù)已經(jīng)得到的設(shè)計結(jié)果，闡述其中的設(shè)計方法和依據(jù)，整理成文。 4．研究的總體安排和進度計劃： 第1周：熟悉課題，查詢相關(guān)文獻，收集資料； 第2周：閱讀參考書，確定系統(tǒng)總體設(shè)計方案，完成開題報告及外文翻譯； 第3周：初步確定錘式破碎機的各主要機構(gòu)的方案設(shè)計； 第4周：完善各主要機構(gòu)的方案設(shè)計及三維建模； 第5周：對主要參數(shù)計算； 第6周：對錘式破碎機主軸的設(shè)計及強度計算； 第7周：確定傳動方式及其計算； 第8周：對錘式破碎機的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計； 第9周：校核各部分部件的計算； 第10周：利用AutoCAD、Pro/E等軟件繪制圖紙； 第11周：修改并完善圖紙； 第12周：編寫設(shè)計說明書； 第13周：課題答辯。 5．主要參考文獻： [1]郎寶賢，郎世平.破碎機[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008年 [2]永登水泥廠.錘式破碎機[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1976年 [3] 高殿榮，王益群.液壓工程師技術(shù)手冊（第二版）.北京：化學工業(yè)出版社，2016年 [4] 周征、段國林、岳磊、許紅靜. 錘式破碎機可重用的動態(tài)仿真和數(shù)字化分析[J].北大核心.2010,1 [5] 邱宣懷.機械設(shè)計手冊（第四版）.高等教育出版社,2006年 [6] 成大先.機械設(shè)計手冊.化工工業(yè)出版社,1993年 [7] 胡家秀.簡明機械零件設(shè)計選用手冊.機械工業(yè)出版社,1999年 [8] 蘭興明.錘式破碎機的結(jié)構(gòu)改進[J] .中國設(shè)備工程.2002 ,10 [9] 岳磊.錘式破碎機裝機功率仿真及結(jié)構(gòu)分析[D].河北工業(yè)大學.2010 [10] 中國機械工程學會塑性工程學會.鍛壓手冊（第3版）.北京：機械工業(yè)出版社，2015年 [11]孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理.高等教育出版社（第八版），2001年 [12]柏福.基于數(shù)字樣機的錘式破碎機參數(shù)化建模方法研究.河北工業(yè)大學.2012年 [13]駱鐵楠.錘式破碎機的載荷分析與優(yōu)化設(shè)計[J].煤礦機械.2013（04） [14]ShigleyJ E,Uicher JJ.Theory of machines and mechanisms.New York:McGraw-Hill Book Company,1980 [15] Stefan Lindstedt Anton Bolander. Automation and Optimization of Primary Gyratory Crusher Performance for Increased Productivity. Master of Science in Engineering Technology Mechanical Engineering.2015 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 通過，同意開題 教研室主任簽名： 年 月 日 學院意見： 教學院長簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導手冊 設(shè)計（論文）題目： 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 1213Hammer Crusher Structural Design And 3D Modeling 學生姓名 學號 年 級 專業(yè)（全稱） 機械設(shè)計制造及其自動化 指導教師 所在學院 機電工程學院 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導記錄 第一次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第二次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第三次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第四次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第五次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第六次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第七次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第八次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第九次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十一次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十二次指導記錄： 指導地點 年 月 日 第十三次指導記錄： 指導地點 年 月 日 學生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期匯報表 學生姓名 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學 號 設(shè)計（論文）題目 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計及三維建模 畢業(yè)設(shè)計（論文）前期工作小結(jié) 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作任務(wù)的進展情況 1.利用寒假時間進行實習，將學校所學專業(yè)知識應(yīng)用于實際，進一步鞏固自己的專業(yè)知識。大學所學知識較為局限通過實習可以拓寬自己的知識面，提高自己的發(fā)散性思維為，為接下來的畢業(yè)設(shè)計做好準備。 2.收集有關(guān)自己畢業(yè)設(shè)計的資料，為后續(xù)設(shè)計做準備。 3.完成開題報告、外文文獻及其翻譯。 4.針對畢業(yè)設(shè)計的有關(guān)尺寸進行初步計算、強度校核并做好記錄。根據(jù)自己計算出來的尺寸完成三維建模。 二、工作中遇到的問題 在設(shè)計過程中對于一些計算參數(shù)的查表不是很靈活、對于三維軟件的使用也不是很得心應(yīng)手。在繪制二維圖時，對一些制圖標準也很模糊。 三、下一步的工作打算 1.根據(jù)前期所做的記錄完成畢業(yè)設(shè)計說明書的撰寫，同時完成二維圖的繪制以及ppt的制作，準備開始答辯 2.完成二維圖和三維圖的繪制。 指導教師意見 簽名： 年 月 日 學生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期情況檢查表 學院名稱： 機電工程學院 檢查日期： 2018 年 4 月 27 日 學生姓名 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 指導教師 設(shè)計（論文）題目 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 工作進度情況 是否符合任務(wù)書要求進度 是 能否按期完成任務(wù) 能 工作態(tài)度情況 (態(tài)度、紀律、出勤、主動接受指導等) 質(zhì)量 評價 (針對已完成的部分) 存在問題和解決辦法 檢查人簽名 教學院長簽名 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導教師評閱表 學院： 機電工程學院 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學生： 學號： 題目： ? 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 評價 項目 評價要素 成績評定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 工作 態(tài)度 工作態(tài)度認真，按時出勤 能按規(guī)定進度完成設(shè)計任務(wù) 選題 質(zhì)量 選題方向和范圍 選題難易度 選題理論意義和實際應(yīng)用價值 能力 水平 查閱和應(yīng)用文獻資料能力 綜合運用知識能力 研究方法與手段 實驗技能和實踐能力 創(chuàng)新意識 設(shè)計 論文 質(zhì)量 內(nèi)容與寫作 結(jié)構(gòu)與水平 規(guī)范化程度 成果與成效 指導 教師 意見 建議成績 是否同意參加答辯 評語： ? ? ? ? ? ? 指導教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱表 學院： 機電工程學院 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學生： 學號： 題目： ? 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模? 評價 項目 評價要素 成績評定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 選題 質(zhì)量 選題方向和范圍 選題難易度 選題理論意義和實際應(yīng)用價值 能力 水平 查閱和應(yīng)用文獻資料能力 綜合運用知識能力 研究方法與手段 實驗技能和實踐能力 創(chuàng)新意識 設(shè)計 論文 質(zhì)量 內(nèi)容與寫作 結(jié)構(gòu)與水平 規(guī)范化程度 成果與成效 評閱 教師 意見 建議成績 是否同意參加答辯 評語： ? ? ? ? ? ? 評閱教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及綜合成績評定表 學 院 機電工程學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學生姓名 學 號 指導教師 設(shè)計論文題 目 1213錘式破碎機結(jié)構(gòu)設(shè)計與三維建模 答辯時間 年 月 日 時 分至 時 分 答辯地點 答辯小組成 員 姓名 職稱 答辯 記錄 提問人 提問主要內(nèi)容 學生回答摘要 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 答辯記錄人簽名： 答辯 小組 意見 答辯評語： ? ? ? 答辯成績： 答辯小組組長簽名： 綜合 成績 評定 指導教師評定成績 評閱教師評定成績 答辯成績 綜合評定成績 100（30） 100（30） 100（40） 優(yōu)秀 答辯委員會主任簽名： ? 年 月 日 ? 畢業(yè)設(shè)計（論文） 外文翻譯 學生姓名 班 級 學 號 學院名稱 機電工程學院 專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化 指導教師 2018年 5月 26日  燒結(jié)廠反擊式破碎機的AISI A2工具鋼打漿機頭的開發(fā) 摘要 介紹了一臺沖擊式破碎機的工具鋼（AISI A2）打漿機頭的故障分析，以及開發(fā)合適的熱處理工藝以改善其性能。打手頭因其針孔位置的脆性斷裂而過早失效。該研究包括目視檢查，斷層成像，化學分析，使用光學和掃描電子顯微鏡（SEM）表征微結(jié)構(gòu)，EDS分析以及顯微硬度分布的測定。使用SEM和EDS分析的微觀結(jié)構(gòu)表征揭示了馬氏體基體中的大量連續(xù)的粗碳化物網(wǎng)狀物。它增加了硬度（64HRC）以及基體的不均勻性（如微觀硬度分布圖所示），并降低了韌性（3J），因為粗碳化物網(wǎng)絡(luò)非常硬且脆。在制造商方面，奧氏體化溫度和熱處理的回火溫度都較低。新推薦的熱處理導致較少量的不連續(xù)Cr-碳化物以及大量均勻分布在整個基體中的細小沉淀物，從而使硬度（59 HRC）和韌性（6.5 J）達到應(yīng)用所需的最佳組合。按照推薦的熱處理工藝生產(chǎn)的打漿機機頭表現(xiàn)出比以前更好的性能（壽命增加4倍）。 關(guān)鍵詞反擊式破碎機；錘子；AISI A2；工具鋼；網(wǎng)狀碳化物；脆性斷裂；韌性；熱處理 介紹 燒結(jié)礦被用作高爐煉鐵的原料。燒結(jié)是一種通過初期熔合將基礎(chǔ)混合物凝聚成多孔物質(zhì)的過程。基礎(chǔ)混合材料是通過按比例混合鐵礦粉，地面助熔劑材料，磨碎的焦炭粉和還原混合物，然后在堆場中逐層堆積來制備的?；匣旌显系念w粒是燒結(jié)礦質(zhì)量的重要因素。通過在沖擊式破碎機中破碎，然后以適當?shù)谋壤Y分和混合不同的顆粒來實現(xiàn)正確的造粒。在燒結(jié)礦中用作助熔劑的石灰石和純橄欖石通過吊桿重新加熱輪回收，并送到三臺150 tph的錘磨機中，稱為初級破碎機，然后將它們送到二級破碎機（Hammer Mills）中，它們被研磨成3.2毫米的大小。 粉碎后，將這些材料篩分并儲存在配料箱中。 該沖擊式破碎機廣泛用于粉碎石灰石，白云石和純橄欖石等原料，用于燒結(jié)配料的床上用品和混合設(shè)備。它使用多個旋轉(zhuǎn)攪拌頭（錘子）通過撞擊固定在機器沖擊壁上的磨削襯套來粉碎原材料[1]。打漿機頭在鋸齒形周向排列的攪拌臂幫助下連接到轉(zhuǎn)子軸（圖1）。通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)錘頭與沖擊壁之間的距離，可以改變破碎機的顆粒產(chǎn)品的細度。 圖1 (a)沖擊式破碎機，顯示了轉(zhuǎn)子軸比頭總成，(b)更近地觀察一個打頭。 沖擊式破碎機的攪拌頭在脆性斷裂下經(jīng)常失?。ㄔ?5天內(nèi)）。打擊面上打擊頭的逐漸磨損是一種正常的失效模式，而其突然的脆性斷裂是一個值得關(guān)注的問題。沖擊式破碎機中的錘頭或錘頭不僅會受到磨損，還會受到?jīng)_擊或沖擊載荷的作用。因此，打擊頭材料的韌性是延長錘子硬度或耐磨性能的重要因素[2-6]。每個月都需要更換大量的打漿機頭，因為它們經(jīng)常發(fā)生破損，導致維護成本高和生產(chǎn)損失。在現(xiàn)有的文獻[2-10]中提供了關(guān)于合金鑄鐵和AISI H11，H13，D2和M2等工具鋼的幾項工作，這些文獻涉及微觀結(jié)構(gòu)和機械特性。但是在空氣淬火工具鋼AISI A2及其作為反擊式破碎機（錘式破碎機）中的打漿機頭材料的應(yīng)用在公開文獻中很少見。此外，在現(xiàn)有文獻中沒有關(guān)于AISI A2工具鋼作為粉碎錘的性能的工業(yè)或應(yīng)用數(shù)據(jù)。這項工作提出了對AISI A2攪拌頭過早失效的根本原因進行分析，并開發(fā)合適的熱處理工藝以改善其性能。 實驗程序和結(jié)果 實地考察和視覺觀察 燒結(jié)廠有兩臺原料床上用品和混合（RMBB）單元，分別是RMBB＃1和RMBB＃2，其中有6臺沖擊式破碎機和7臺沖擊式破碎機。 沖擊式破碎機粉碎燒結(jié)中使用的助熔劑材料，如石灰石，白云石，輝石巖等。以約675rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的初級破碎機首先將原材料從-50mm的網(wǎng)孔破碎成 -15毫米。然后這些再次在具有約830rpm的二次破碎機的幫助下破碎成大小-3.15毫米。破碎機的容量大約為125噸/小時，它包含40-52個打漿機頭。 圖1（a）顯示了轉(zhuǎn)子軸攪拌頭組件。 打漿機頭在幫助下附在打漿機臂上。如圖1（b）所示，銷子插入打擊頭內(nèi)的孔中。 圖2（a）和（b）顯示了不合格的攪拌器頭從其針孔位置斷裂。 失效攪拌器頭部的斷裂表面（圖2c和d）顯示明亮的顆粒外觀，表明脆性斷裂。 打擊頭的另一端被發(fā)現(xiàn)磨損（圖2a和b），原因是在輸入助焊劑材料磨損時受到磨損或撞擊。 雖然攪拌器頭表面的逐漸磨損是所需的失效模式，但在服務(wù)期間從針孔位置斷裂是一個必須解決的問題。 圖2 (a，b) 打樣頭樣品在打孔位置處失敗(c，d)靠近打頭針孔附近的裂縫面 斷口 包含斷裂表面的小樣品在斷裂發(fā)生位置的針孔附近被切割。 將樣品進行超聲波清洗以檢查裂隙表面。 使用在15kV的加速電壓下操作的掃描電子顯微鏡（SEM）（型號：JXA6400，JEOL，Japan）檢查斷裂表面。 在各種放大率下記錄斷裂表面各個位置的顯微照片。 如圖3所示，檢查裂紋萌生區(qū)附近的斷裂表面顯示斷裂表明脆性斷裂。 攪拌頭的脆性斷裂表明其在使用過程中的沖擊載荷下失效。 圖3分形圖(92000)失敗的擊劍頭顯示了脆性斷裂的分裂。 物料 從失敗的打漿機機頭上切下一小塊樣品，并準備進行化學分析。樣品的化學分析使用X射線熒光光譜法（XRF）進行;碳（C）和硫（S）含量采用紅外燃燒技術(shù)測定。打擊頭的化學分析結(jié)果匯總在表1中?；瘜W分析發(fā)現(xiàn)更接近AISI A2（ASTM A681）等級的空氣淬火中等合金冷作工具鋼，其鉻（Cr）含量稍高，降低釩量（V）。錳，鉻和鉬是這種等級鋼中的主要合金元素，其賦予高淬透性并且鋼可在空氣中硬化。 AISI A2提供了在使用中原材料粉碎操作所需的耐磨性和韌性的最佳組合。圖4給出了從制造商那里得到的攪拌機頭的熱處理周期。鑄造材料在850-870℃下熱處理1h / in。隨后空氣冷卻。風冷材料在175-200℃的溫度范圍內(nèi)以兩個階段回火3h / in。 表1錘頭頭樣品化學分析(wt%)。 表1 beater頭樣品化學分析(wt%)。Sample C Mn Si S P Cr Mo V W Beater head 1.01 0.67 0.50 0.030 0.026 5.7 1.02 0.12 0.010 ASTM A681 type A2 0.95–1.05 0.4–1 0.1–0.5 0.03 max 0.03 max 4.75–5.5 0.9–1.4 0.15–0.5 … （a） （b） 圖4 (a) 錘頭制造商所給出的典型熱處理時間表，(b)推薦的錘頭熱處理周期 微觀結(jié)構(gòu)檢查 從失敗的攪拌頭上切下樣品用于橫截面的微觀結(jié)構(gòu)檢查。然后將樣品安裝在樹脂中，研磨并使用標準金相技術(shù)拋光。用Villela's試劑（1g苦味酸，5mL鹽酸和100mL乙醇）蝕刻后，在光學顯微鏡（Leica，型號：DMRX，德國）上檢查橫截面。在圖5（a）和（b）中顯示了破碎打擊頭的橫截面的典型顯微照片。打擊頭橫截面的微觀檢查揭示了馬氏體基體和晶界上的鏈狀塊狀碳化物網(wǎng)絡(luò)（圖5a和b）。碳化物表現(xiàn)為明亮的相，它們優(yōu)先沿著晶界聚集。使用圖像分析軟件在各個領(lǐng)域測量碳化物的面積分數(shù)。發(fā)現(xiàn)碳化物的平均面積分數(shù)為7.2±0.45％。 打擊頭元件所需的最重要的材料特性是硬度，韌性和耐磨性。隨著碳化物數(shù)量的增加，硬度和耐磨性也增加，但在熱處理時必須小心，以避免韌性損失[2,3,6,7]。粗大的碳化物團簇對韌性產(chǎn)生不利影響;在使用過程中，碳化物易碎易于引發(fā)裂紋[2,8,9]。 圖5失敗錘頭的微觀結(jié)構(gòu):(a)微觀結(jié)構(gòu)(950)顯示馬氏體基體和碳化物網(wǎng)絡(luò)在晶界處 (b)放大后的微觀結(jié)構(gòu)(9200)顯示在前奧氏體晶界的連續(xù)碳化物網(wǎng)絡(luò)。 掃描電子顯微鏡和EDS分析 在加速電壓為15kV的掃描電子顯微鏡（SEM）的幫助下，對樣品的蝕刻橫截面進行了檢查，以了解其微觀結(jié)構(gòu)以及元素表征。顯微照片顯示在晶界有粗大的碳化物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，還有一些帶有馬氏體基體的細小球狀沉淀物（圖6a和b）。進行晶界網(wǎng)絡(luò)的能量色散譜（EDS）以及細小沉淀物（如圖6a和b所示），進行元素化表征，分析結(jié)果匯總在表2中。 EDS分析表明，基體內(nèi)的晶界網(wǎng)絡(luò)和細小沉淀物是碳化鉻。碳化物化學計量不能通過EDS微觀分析確定。但是對類似材料[2,10,11]的文獻調(diào)查，如AISI H11，H13，M2，D2等，以及早期文獻[5,12-15]討論的類似碳化物的電子探針顯微分析表明，邊界碳化物網(wǎng)絡(luò)為M7C3型（原碳化物）和細小球狀沉淀物為M23C6（其中M = Cr）型（次碳化物）。 如圖6（b）所示，在晶界處的大塊碳化物網(wǎng)狀骨架狀形態(tài)顯然表明它的共晶起源（一次碳化物），即起始于凝固階段[2,5,8- 10，13]。 另一方面，基體中細小的球狀析出物表明在鑄件熱處理過程中形成的二次碳化物[2,5,8,11]。 （a） (b) 圖6 錘頭樣品截面的SEM顯微圖 (a)微圖(91000)，在馬氏體基體中，在晶界處顯示粗碳化物網(wǎng)絡(luò)，并在馬氏體基體內(nèi)呈現(xiàn)細析出物(b)顯微圖(91500)顯示了粗碳化物網(wǎng)絡(luò)中EDS分析的位置，以及矩陣內(nèi)的細析出物。 表2 EDS的結(jié)果在不同的分析(wt %)如圖6所示 位置 C 附注 1 11.71 0.40 16.68 0.68 64.5 6.03 二次碳化物 2 19.35 … 40.92 … 30.63 8.71 主要的硬質(zhì)合金 3 … 1.00 4.83 0.50 92.71 0.96 矩陣 4 9.64 0.48 12.40 … 73.72 3.76 二次碳化物 5 17.21 … 31.67 … 45.08 6.03 主要的硬質(zhì)合金 6 … 1.05 5.33 … 92.23 1.39 矩陣 硬度測量 在標準ASTM E384后，從失敗的錘頭制備的樣品的截面上測量了宏觀和顯微硬度值。在Vickers硬度試驗機中，用30kgf的負載測量了宏觀硬度值。在橫截面隨機位置進行了5次測量，得到平均宏觀硬度值;macro-hardness值被發(fā)現(xiàn)781±12 HV30(相當于&64 HRC)。AISI A2工具鋼材料的宏觀硬度較高，由于材料的硬度較高，對其韌性有不利影響。顯微硬度值在500 lm的一個固定間隔內(nèi)，由一組50gf的微維氏硬度試驗機和15 s的壓痕持續(xù)時間進行測量;顯微硬度剖面如圖7(a)所示。硬度值在600-1000 HV0.05的范圍內(nèi)變化。除硬度剖面外，還分別測量了一些晶界碳化物網(wǎng)絡(luò)的顯微硬度值。電石網(wǎng)絡(luò)的平均顯微硬度測定為1375 15 HV0.05;在現(xiàn)有文獻[12,16]中，發(fā)現(xiàn)碳化物網(wǎng)絡(luò)的微硬度值與M7C3型主要碳化物的值(1400 HV)相似。 圖7在橫截面上測量的顯微硬度剖面錘頭 (a)破壞的錘頭 (b)在推薦的熱處理之后 測量沖擊韌性 在標準沖擊試驗機（Striking Energy：300±10 J）的幫助下，在環(huán)境溫度下，根據(jù)IS 1757：1988 [17]，使用V型缺口夏比試樣進行樣品沖擊試驗。 至少進行了三次測試以獲得打擊頭樣品的平均沖擊能量值。 樣品的平均沖擊能量值為3±0.2 J。 在實驗室中對打頭的熱處理進行改進 攪拌頭制造商給出的熱處理產(chǎn)生了具有顯著粗粒的微觀結(jié)構(gòu)邊界碳化物網(wǎng)絡(luò)。 粗晶界碳化物網(wǎng)絡(luò)不利地影響材料的韌性，使其在沖擊下容易斷裂[2,8]。 在目前的調(diào)查中，對一些鑄型打頭材料(由同一制造商提供)進行了適當?shù)臒崽幚?。熱處理是在可控氣氛爐中進行的。材料被預(yù)熱到788攝氏度，并保持在這個溫度直到被浸泡。然后,加熱到954°C和1 h /in。最大的橫截面。奧氏體化后,材料從熔爐中取出并在空氣中冷卻，然后在兩個階段立即回火，溫度為200-250攝氏度。 熱處理后的顯微結(jié)構(gòu)表征 在實驗室中，用“顯微結(jié)構(gòu)檢查”一節(jié)所述的方法，制備了一種樣品，并在實驗室中對其進行了熱處理。光學顯微結(jié)構(gòu)如圖8(a)和(b)所示，微觀結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為馬氏體基體，在晶界處有少量初級共晶碳化物。但這些碳化物的形式并不是連續(xù)的網(wǎng)絡(luò),而他們是不連續(xù)的,出席一些晶界上的離散位置聯(lián)合國——就像觀察圖5(a)和(b)。掃描電子mi - croscopy(SEM)以及碳化物的EDS分析進行了研究其形態(tài)和類型。SEM和EDS分析表明，在晶界和許多球狀精細碳化物(副碳- m23c6型)的晶界和大量球狀精細碳化物的分布均勻分布在整個基質(zhì)中，如圖9和表3所示。 圖8 (a)在建議熱處理后，錘頭的微結(jié)構(gòu)(950)(b)微觀結(jié)構(gòu)(9200)在前奧氏體晶界的離散位置上顯示出具有不連續(xù)碳化物的馬氏體基體。 圖9在前奧氏體晶界處的不連續(xù)碳化物網(wǎng)絡(luò)(92500)以及在基體內(nèi)的精細球狀碳化物析出物。 實驗室熱處理后的機械特性 在實驗室中對鑄坯頭塊進行熱處理后，對試樣進行硬度和沖擊韌性值的測試，分別在“硬度測量”和“沖擊韌性測量”各部分進行分析。macro-hardness值測量是670±10高壓(相當于59 HRC)。如圖7(b)所示，在樣品的橫截面上測量的mi- cror硬度值的剖面如圖7(b)所示。在實驗室處理的beater頭塊熱處理的硬度值(600-750 HV)比在制造商端處理的600 - 1000hv更低。目前的硬度值與典型AISI A2工具鋼的(60 HRC)一致[10,18]。此外，測量的顯微硬度剖面(圖7b)與較早的測量值相對平滑或均勻。用v形缺口試樣進行了熱處理后的錘頭試樣的沖擊試驗。能量值的影響被測量是6.5±0.3 J顯示顯著改善(117%)相比,韌性的制造商。這兩種樣品的硬度剖面和沖擊韌性的差異(即:由于采用了新的熱處理計劃，生產(chǎn)出的熱處理樣品和現(xiàn)有的實驗室熱處理樣品都是由原始碳化物的粗化網(wǎng)絡(luò)相對自由的。碳化物的粗連續(xù)網(wǎng)絡(luò)增加了硬度，但在沖擊荷載作用下，粗碳化物管網(wǎng)破壞的韌性增加了[2,8]。 討論 通過分析，找出了沖擊破碎機錘頭失效的根本原因，并通過適當?shù)臒崽幚矸椒▽ζ溥M行了開發(fā)。失敗的打頭樣品的微觀結(jié)構(gòu)和力學特性均表明熱處理不當。在鑄造過程中形成的粗硬碳化物網(wǎng)絡(luò)是有害的;在熱處理過程中，由粗連續(xù)碳化物網(wǎng)絡(luò)形成均勻分布在基體上的次生碳化物的細球狀沉淀物。 使它們在某些位置不連續(xù)或分離，而不是減少它們的數(shù)量[5]。由制造商給出的熱處理時間表(圖4)顯示在淬火過程中，在淬火過程中，奧氏體化溫度較低[2,18]。在熱處理過程中，由于奧氏體化溫度較低，產(chǎn)生精細次生碳化物的mas-主要碳化物并沒有完全溶解在基體中;這產(chǎn)生了粗碳化物網(wǎng)絡(luò)，少量的精細碳化物析出，使材料脆性或韌性較差[2,5,19]。 建議制造商采用“改善實驗室中攪拌器頭的熱處理”一段適當?shù)臒崽幚碛媱?，以改善攪拌器頭的微觀結(jié)構(gòu);奧氏體化tem -perature預(yù)熱后增加到954°C在788°C和回火溫度增加到200 - 200°C。新的熱處理保證了顯著的效果。 在基體中粗碳化物的粗化網(wǎng)絡(luò)的溶解，然后是均勻分布在整個基體(圖8和圖9)的細小的球狀次生汽車-等待粒子的沉淀。推薦的熱處理時間安排導致了顯微結(jié)構(gòu)的改善，其硬度和韌性都得到了最佳的組合。材料的沖擊韌性從3增加到3.6.5 J。，根據(jù)a級AISI A2的規(guī)格要求，117%的硬度值。硬度剖面(圖7b)相對于較早的一個確保更均勻的矩陣，也表現(xiàn)出相對平穩(wěn)的趨勢。按照推薦的熱處理時間表生產(chǎn)的新噴頭，事實上，比早期的更適合于人工。服務(wù)期限為15天至2個月，即通過4次。新錘頭的失效模式也從突然的脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u磨損在突出在表面上。 結(jié)論 從上述分析可以得出以下結(jié)論: (1)對AISI A2刀具鋼錘頭的斷口形貌和斷口形貌的觀察，表明其在沖擊載荷作用下，在脆性模式下的針孔位置失效。 (2)微觀結(jié)構(gòu)檢查發(fā)現(xiàn)了大量粗顆粒的粗晶粒邊界網(wǎng)絡(luò)。粗碳鋼網(wǎng)的硬度高(64 HRC)，韌性較低(3 J)，使其易碎。 (3)對beater head的熱處理進度表進行了分析，表明其不適當?shù)奈⒔Y(jié)構(gòu)是由于低奧氏體化(850-870 C)的結(jié)果，以及在制造商端熱處理時的溫度(175-200 C)。 (4)新推薦的熱處理時間表(預(yù)熱788°C,奧氏體化在954°C符合低下由兩個階段回火200 - 500°C)導致少量的不連續(xù)和大量的細碳化物網(wǎng)絡(luò)分布式pre - cipitates回火馬氏體內(nèi)部的二次碳化物矩陣。改進后的顯微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了硬度(59 HRC)和韌性(6.5 J)的最佳組合，使錘頭的使用壽命提高了4倍。 參考文獻 [1] Y. Umucu, V. Deniz, S. Cayirli, A new model for comminution behavior of different coals in an impact crusher. Energy Sources A 36(13), 1406–1413 ,2014. [2]M. Pellizzari, A. Molinari, The application-oriented heat treat- ment of tool steels. Mater. Manuf. Process. 24(7–8), 723–728 ,2009. [3] B. Smoljan, An analysis of relationships between behavior and microstructure constitution of hot-work tool steel. Mater. Manuf. Process. 24(7–8), 786–790 ,2009. [4]P. Hansson, Modern prehardened tool steels in die-casting applications. Mater. Manuf. Process. 24, 824–827 ,2009 [5]A.E. Karantzalis, A. Lekatou, H. Mavros, Microstructural modifications of as-cast high-chromium white iron by heat treatment. J. Mater. Eng. Perform. 18, 174–181 ,2009. [6]J.O. Agunsoye, V.S. Aigbodion, O.S. Sanni, Effect of heat treatment on microstructure and mechanical properties of NF 6357A cast alloy for wear resistance application. J. Miner. Mater. Charact. Eng. 10(11), 1077–1086 ,2011. [7]C.R. Gagg, Premature failure of thread rolling dies: material selection, hardness criteria and case studies. Eng. Fail. Anal. 8, 87–105,2001. [8]M.F.Mirjana,Iron-chromium-carbon-vanadiumwhitecastirons—microstructure and properties. Chem. Ind. 68(4), 413–427 ,2014. [9] G. Mukhopadhyay, S. Bhattacharyya, Cracking of a tool steel guide roller in a Bar Mill. J. Mater. Eng. Perform. 12, 594–603 ,2012. [10]D. Viale, J. Be′guinot, F. Chenou, G. Baron, Optimizing microstructure for high toughness cold-work tool steels, in Pro- ceedings of the 6th International Tooling Conference, Use of Tool Steels: Experience and Research, ed. by J. Bergstrom, G. Fre- driksson, M. Johansson, O. Kotik, F. Thuvander ,Karlstad University, Karlstad, 2002. [11] N. Mebarki, P. Lamesle, D. Delagnes, C. Levaillant, F. Delmas, Relationship between microstructure and mechanical properties of a 5%Cr hotwork tool steel, in Proceedings of the 6th Inter- national Tooling Conference, Use of Tool Steels: Experience and Research, ed. by J. Bergstrom, G. Fredriksson, M. Johansson,O. Kotik, F. Thuvander ,Karlstad University, Karlstad, 2002. [12] A. Ray, D. Mukherjee, B. Sarkar, S. Mishra, Influence of mi- crostructure on the premature failure of a second-intermediatesendzimir mill drive roll. J. Mater. Eng. Perform. 3(5), 649–656 ,1994. [13] K.M. Ibrahim, M.M. Ibrahim, Heat treatment in high chromium white cast iron Ti alloy. J. Metall. 2014, Article ID 856408 ,2014. doi:10.1155/2014/856408 [14]N.F. Garza-Montes-de-Oca, R. Cola′s, W.M. Rainforth, On the damage of a work roll grade high speed steel by thermal cycling. Eng. Fail. Anal. 18, 1576–1583 ,2011. [15] M.M. Dhobe, I.K. Chopde, C.L. Gogte, Investigations on surface characteristics of heat treated tool steel after wire electro-dis- charge machining. Mater. Manuf. Process. 28(10), 1143–1146 ,2013. [16] F.J. Belzunce, A. Ziadi, C. Rodriguez, Structural integrity of hot strip mill rolling rolls. Eng. Fail. Anal. 11, 789–797,2004. [17]Bureau of Indian Standards, Method for Charpy Impact Test ,V notch) for Metallic Material, IS 1757 (Bureau of Indian Standards, New Delhi, 1988. [18] ASTM International, Standard Specification for Tool Steels Alloy, ASTM A681-08 ,ASTM International, West Conshohocken, 2008. [19] R. Schneider, J. Perko, G. Reithofer, Heat treatment of corrosion resistant tool steels for plastic moulding. Mater. Manuf. Process. 24, 903–908 ,2009. 33