石料生產(chǎn)線顎破動顎的鑄造生產(chǎn)技術

1、鑄件結構特點及技術要求

動顎是顎式破碎機在石料生產(chǎn)線的生產(chǎn)中的關鍵部件，生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，在工作中要承受較大的載荷，對鑄件質量要求較高，鑄件要求磁粉和超聲波探傷，不得有裂紋缺陷。鑄件最大尺寸為2170mm×900mm×655mm，單件重量為3700kg，鑄件整體結構為框架類結構，壁厚不均勻，最大壁厚為125mm，最小壁厚尺寸為35mm，鑄件結構形狀見圖1。

2、鑄造工藝措施

2.1、鑄造難點

從技術要求和鑄件結構來看，鑄件尺寸較大，熱節(jié)較多，尺寸精度要求較高。通過對鑄件結構特點及技術要求進行分析，主要難度有以下幾個方面。

（1）鑄件為框架類結構，內腔型砂難以清理，內腔筋板較大，筋板交接處易出現(xiàn)粘砂缺陷。

（2）鑄件縮尺寸不好控制，兩側面中間部位易出現(xiàn)外凸缺陷。

（3）鑄件內腔芯子較多，易形成夾砂缺陷。

（4）鑄件熱節(jié)較多，補縮距離不好控制，易形成局部縮松缺陷。

2.2、工藝措施

（1）澆注位置及分型面確定。通過對鑄件結構特點及熱節(jié)點分布情況分析，確定采用兩開箱分模造點及熱節(jié)點分布情況分析，確定采用兩開箱分模造型，從上平面筋板根部分模，筋板根部以上部分為上部模型，內腔及軸孔處采用芯子形成，澆注位置及分型面設置如圖2所示。

（2）造型方法。由于鑄件需求數(shù)量較多，指生產(chǎn)，采用實樣木模造型。

（3）縮尺選擇。根據(jù)鑄件結構特點，結合以往生產(chǎn)類型結構鑄件的經(jīng)驗，選取縮尺為2%，為防止兩側中間部位收縮不進來，導致鑄件兩側局部尺寸超差，在兩側中間部位設置反變形量，尺寸為從兩側外端向兩側面中間設置由0~5mm逐漸增大的凹形反變形量。

（4）為防止鑄件內腔筋板交接處出現(xiàn)裂紋，在筋板交接處設置30mm×30mm×10mm三角形防裂筋，每200mm長度設置一個。

（5）解決內腔難清砂措施。內腔芯子采用水玻璃七零砂，利用七零砂鑄造澆注后易粉化、退讓性好的特點，來解決內腔難以清砂的問題。但是由于七零砂在澆注過程中產(chǎn)生大量氣體，并且鑄件表面易產(chǎn)生縮沉現(xiàn)象，鑄件易產(chǎn)生氣孔缺陷，表面質量較差，為解決這一問題，我們采用覆砂技術，在芯子外表面及圓角處采用5~10mm鉻鐵砂，采用鋼管芯骨，并在鋼管表面鉆出大量出氣孔，為防止出氣孔堵塞，又在鋼管外表面纏一圈草繩子，從而保證澆注時芯子內產(chǎn)生的氣體能夠順利排出。

2.3、冒口設置

根據(jù)計算并結合生產(chǎn)經(jīng)驗，在鑄件軸孔上部位置設置φ450mm×500mm圓明冒口一個，在后端中部設置腰型12號（200mm×300mm×30mm）冒口一個，在中間每個長條凸臺上部設置1號（φ90mm×120mm）冒口3個，見圖3。

2.4、澆注系統(tǒng)及冷鐵設置

為保證鐵液有足夠的上升速度，防止鑄件表面出現(xiàn)冷隔紋缺陷，提高鑄件表面質量，直澆口采用φ100mm一道，橫澆口采用φ100mm兩道對稱分布，內澆口采用φ80mm變徑內澆口八道。為保證鑄件形成順序凝固，避免底部筋板交接處形成縮孔縮松缺陷，在底部熱節(jié)部位設置外冷鐵5塊，澆注系統(tǒng)及冷鐵設置如圖4所示。

2.5、凝固模擬驗證

為防止鑄造后鑄件出現(xiàn)縮孔缺陷，我們又借助華鑄CAE軟件對設計的方案進行仿真凝固模擬驗證。從模擬結果可以看出，縮孔都出現(xiàn)在冒口內，鑄件內部無縮孔縮松現(xiàn)象發(fā)生。

3、過程控制

（1）模型采用兩開箱分模造型，模型質量要求一級，拔模斜度采用拔模，為保證尺寸準確，下芯方便，將四個內部空腔設計為一個整體芯子。模型及芯子結構設計如圖5所示。

（2）造型用型砂采用水玻璃石英砂，粒度為45/70目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，SiO2含量大于96%。使用水玻璃做粘結劑，型砂濕強度0.012~0.017MPa，型砂水分含量為4~5%。造型時要注意防止舂砂撞壞冒口。為防止熱節(jié)部位粘砂，采用在熱節(jié)部位表面覆10mm厚鉻礦砂，舂砂時要注意防止打壞模型。造型要堅實度高而且均勻，冒口出氣孔要暢通。造好型后要將上箱筋板周圍的砂型用二氧化碳氣體吹硬，防止上烘干窯時塌箱變形。

（3）澆注合箱前先對照圖紙檢查砂型、砂芯，若砂型、砂芯尺寸有問題要進行修復。檢查水口位置，吹干凈水口內存砂。

下芯時應蹭一下芯頭棱角，防止芯子下不到位。吹干型腔內所有浮砂。打泥時一定要注意打泥的厚度，原則上要求打泥稀薄均勻。

合箱時冒口要用面砂培好，并且要用二氧化碳將面砂吹硬化，要保證不能掉進型腔內砂子。合好箱后打好卡子，要防止錯箱和澆注時漲箱。

澆注時底箱用草苫子墊好，保證氣道的暢通。檢查氣眼是否暢通，應使外皮與芯頭處的氣眼能互相貫通。澆注溫度控制在1530~1540℃左右，要平穩(wěn)快速澆注。

4、鑄件成品

鑄件經(jīng)打箱、氣割、退火后，鑄件表面質量光潔，無氣孔、夾砂等鑄造缺陷，經(jīng)毛坯尺寸檢查，鑄件尺寸都在標準要求范圍之內，磁粉及超聲波探傷檢查鑄件質量符合圖紙技術要求。

5、結論

（1）由于石灰石砂具有良好的退讓性和潰散性，鉻鐵礦砂具有較高的耐火度，兩者結合使用，鑄造后鑄件內腔表面光潔，無粘砂，無裂紋缺陷。

（2）內腔芯子采用整體芯子，效果較好，定位準確，下芯方便。

（3）兩側面采用反變形工藝措施，解決了鑄件局部外凸問題。

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