在冶金、礦山、水泥、建材、電力、化肥、煤炭、化工、水力及城市建設(shè)等行業(yè)中，大量的物料需要破碎，每年消耗的用于破碎的抗磨工件數(shù)量很大，以四川、重慶為例，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅大小水泥廠就有600多家，其中年產(chǎn)水泥100萬噸以上的就有3家。目前，破碎物料的常用設(shè)備有鄂式破碎機、錘式破碎機、單輥破碎機、反擊式破碎機和圓錐破碎機等，錘頭是破碎機常用的易損、易耗件，它在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，與下落的物料發(fā)生劇烈的碰撞，從而破碎物料，因此，錘頭處于高沖擊、高應(yīng)力磨料磨損狀態(tài)下，其工況條件十分惡劣。錘頭所破碎的物料一般是巖石、金屬礦石等堅硬的物體，其磨損消耗十分迅速，有的十幾天，甚至幾天就需更換，此外，在生產(chǎn)中還經(jīng)常出現(xiàn)錘頭破斷的事故，造成停機停產(chǎn)。單輥破碎機由于其具有結(jié)構(gòu)簡單，破碎比大，耗能較低，出料均勻，對物料的種類適應(yīng)性強等特點，正獲得日益廣泛的應(yīng)用，尤其是應(yīng)用于各大鋼鐵企業(yè)燒結(jié)系統(tǒng)。近十年來，國內(nèi)外科技工作者針對現(xiàn)階段所使用的錘頭存在的問題，進行了大量的研究，取得了一定的成效，但尚有不少急待解決的問題，最突出的問題是硬度和韌性兩個關(guān)鍵力學(xué)性能指標(biāo)無法同時達到較高水平，極大地限制了破碎機破碎效率的提高。
    1、高錳鋼錘頭高錳鋼錘頭受到高沖擊后，具有良好的加工硬化性能，加工硬化的原因早期的觀點是形變誘發(fā)馬氏體相變，此后有位錯硬化說、孿晶硬化說、Fe-Mn-C原子團硬化說、微晶和非晶態(tài)硬化說等。加工硬化后表面硬度可由HB200左右上升到HB500以上，金屬基本仍保持優(yōu)良的韌性，使用可靠，因此在高沖擊工況下，應(yīng)用較廣。但是由于它屈服強度低，使用過程中易產(chǎn)生塑性流變，同時錘頭工作時如果沖擊力不夠大，不足以使其產(chǎn)生充分硬化時，它反而容易被磨損，使用壽命較低；還有，高錳鋼錘頭在300℃以下時，其內(nèi)部組織的晶界周圍會產(chǎn)生碳化物的重新析出，結(jié)果是，一個比較完整致密的基體被碳化物割裂開來，由于基體的硬度比碳化物低，基體先磨損，使碳化物凸現(xiàn)出來，凸現(xiàn)出來的碳化物被劃傷、擊落或脫落，失去對基體的保護作用，基體進一步磨損，如此循環(huán)往復(fù)，致使高錳鋼錘頭不耐磨，使用壽命短。因此在美國、西歐、日本等國多加入2%以上的鉻、鋁、鎳等元素進行合金化。國外具有代表性的廠家有德國的O&K公司的MAMMUT,丹麥?zhǔn)访芩构��?FLS)EV破碎機HES，德國洪堡公司(KHD)的HES和HDS破碎機及同本粟米鐵工所。國內(nèi)一般在設(shè)計改性高錳鋼錘頭的化學(xué)成分時，有意識地加入了鉻(Cf)、鋁(Mo)、鈦(Ti)、釩(V)和稀土元素，降低奧氏體的穩(wěn)定性，使其基體上形成了大量微小的第二相質(zhì)點，阻止位錯運動，從而強化基體，并且使其在奧氏體上彌散析出球狀碳化物，凈化晶界，改善夾雜物的形態(tài)和分布，實現(xiàn)綜合強化，使其具有高韌性、高強度和良好的抗磨損性能，如合肥水泥研究設(shè)計院研制出了破碎機用高碳鉻鎳銅合金鋼錘頭，使用效果較好
    2、高鉻鑄鐵類錘頭Zum Gahrf16-211等人對高鉻鑄鐵的研究表明：共晶碳化物的體積分數(shù)是影響磨損和斷裂的顯著因素，隨著Cr/C的增大，碳化物提高韌性的作用增大了，此外晶粒隨著Cr/C的增大變得細小了，碳化物的晶格類型也由M3C-M3C+M7C3-M7C3過渡。M7C3的硬度比M3C高很多，故增強了材料的耐磨一性。碳化物的存在，是高鉻鑄鐵磨損抗力高的主要原因。高鉻鑄鐵以其良好的耐磨性成為現(xiàn)在使用最廣泛的錘頭制造材料之一。20世紀30年代，幾乎是在發(fā)展鎳硬馬氏體白口鑄鐵的同時，主要在美國進行了含10%-30%Cr的高鉻鑄鐵的研究，而后，英國、前蘇聯(lián)、德國等也相繼進行了大量的生產(chǎn)性研究，60年代以后，由于電爐熔煉的廣泛應(yīng)用，使得這種鑄鐵的應(yīng)用獲得了相當(dāng)大的發(fā)展。高鉻白口鑄鐵由于成分設(shè)計的特點，具有比鎳硬白口鑄鐵更好的組織、性能和抗磨能力。鉻的加入改變了白口鑄鐵的碳化物結(jié)構(gòu)類型，由普通白口鑄鐵中的網(wǎng)狀M3C型變?yōu)閿嗑W(wǎng)狀的M7C3型，這不僅提高了耐磨性，而且提高了韌性。高鉻鑄鐵含鉻量大于11%，鉻、碳含量比值超過3.5時，基體中主要是M7C3型碳化物，且大都呈孤立的條狀分布，與呈網(wǎng)狀連續(xù)分布的M3C型碳化物相比，大大增強了基體的連續(xù)性，因而整體材料的韌性有顯著提高，目前，高鉻鑄鐵己經(jīng)是公認的優(yōu)良抗磨材料，具有優(yōu)良的抗磨料磨損能力，沖擊韌性也優(yōu)于其它合金白口鑄鐵。高鉻鑄鐵含較多的C、Cr、W、M。、V等元素，耐磨性較好，價格較高。國內(nèi)外在提高高鉻鑄鐵性能方面做了不少研究工作，采取了一些措施，取得了一定的效果，但也存在的問題。受制造工藝的限制，高鉻鑄鐵材料的硬度一般共HRC55，否則制造過程中錘體易產(chǎn)生裂紋，若將帶裂紋的錘體裝機使用，則原有裂紋和使用過程中形成的裂紋易擴展形成穿透性裂紋，導(dǎo)致錘體大塊脫落，錘頭壽命大幅下降，這使錘頭壽命在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上很難進一步提高。
     3、復(fù)合錘頭對于10kg以上錘頭，已有采用雙金屬復(fù)合鑄造的報道[26-29]，錘柄可采用中、低碳鋼，錘頭磨損部分為高鉻鑄鐵，可充分發(fā)揮碳鋼韌性好，使用安全，高鉻鑄鐵硬度高，耐磨性好的特點，復(fù)合錘頭以鑲鑄式和雙金屬同時澆注熔合式為主。但目前，此類錘頭存在的主要問題是，在使用中，容易沿結(jié)合面發(fā)生脫落，危及設(shè)備安全，因此應(yīng)用推廣受到制約；此外，還在錘頭的端部鑲嵌硬質(zhì)合金，但研究起步時間不長，僅有極少的文獻報道
     4、其它材質(zhì)錘頭近年來，科技工作者對其它類材質(zhì)的錘頭也進行了研究，主要有：馬氏體球鐵錘頭、鋼基SIC顆粒增強復(fù)合材料耐磨錘頭、高鉻合金酬磨焊條堆焊錘頭，高鉻合金耐磨金屬利用高鉻合金中的硬相質(zhì)點提高錘頭表面硬度，錘頭的心部仍然保持原來的奧氏體組織，具有高的塑性和韌性；為了提高高鉻鑄鐵的性能，還有在高鉻鑄鐵中加鋼筋網(wǎng)的錘頭等，這些類型的錘頭可能具有某些方面的優(yōu)點，但仍無法全面滿足錘頭的工況要求，因此應(yīng)用很少。鎳硬鑄鐵國外研究及應(yīng)用較多，但由于我國鎳資源短缺，價格昂貴，國內(nèi)很少將鎳用于錘頭的制造。

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