顎式破碎機動顎的鑄造生產技術

郭 林，肖百文，李艷軍

（濟鋼集團重工機械有限公司，山東濟南 250101）

顎式破碎機動顎的鑄造生產技術

郭 林，肖百文，李艷軍

（濟鋼集團重工機械有限公司，山東濟南 250101）

本文介紹了破碎機動顎的鑄造生產工藝方法，通過對鑄件結構分析，設計合理的鑄造工藝措施，中間內腔采用整體砂芯，鉻鐵礦砂與石灰石砂結合，提高鑄件尺寸精度和表面質量，消除鑄件粘砂缺陷，設計合理的澆注系統和冒口，并借助仿真凝固模擬軟件進行模擬分析驗證，結合生產實踐經驗，采用適量內冷鐵等工藝措施，最終生產出高質量的合格鑄件。

澆注位置；冒口；拔模斜度；澆注系統

1 鑄件結構特點及技術要求

動顎是顎式破碎機上的關鍵部件，生產環境比較惡劣，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，筋板交接處易出現粘砂缺陷。

（2）鑄件縮尺不好控制，兩側面中間部位易出現外凸缺陷。

（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。由于鑄件需求數量較多，批量生產，采用實樣木模造型。

（3）縮尺選擇。根據鑄件結構特點，結合以往生產類似結構鑄件的經驗，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生大量氣體，并且鑄件表面易產生縮沉現象，鑄件易產生氣孔缺陷，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鉻鐵礦砂，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生的氣體能夠順利排出。

2.3 冒口設置

根據計算并結合生產經驗，在鑄件軸孔上部位置設置?450mm×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（?90mm×120mm）冒口 3個，見圖3。

2.4 澆注系統及冷鐵設置

為保證鐵液有足夠的上升速度，防止鑄件表面出現冷隔紋缺陷，提高鑄件表面質量，直澆口采用?100mm一道，橫澆口采用?100mm兩道對稱分布，內澆口采用?80mm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，在底部熱節部位設置外冷鐵5塊，澆注系統及冷鐵設置如圖4所示。

2.5 凝固模擬驗證

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

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，拔模斜度采用正拔模，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。為防止熱節部位粘砂，采用在熱節部位表面覆10mm厚鉻鐵礦砂，舂砂時要注意防止打壞模型。造型要緊實度高而且均勻，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。合好箱后要打好卡子，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，要平穩快速澆注。

4 鑄件成品

鑄件經打箱、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，成品鑄件如圖6所示。

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。

Foundry Technology of Moving Jaws of Jaws Crusher

GUO Lin,XIAO BaiWen,LI YanJun
(Heavy Machine Co.Ltd.,Jinan Iron&Steel Group,Jinan 250101,Shandong China)

Foundry technology for production of moving jaws of a jaws crusher has been introduced.Upon analysis of castings structure reasonable measures have been designed with such as whole sand core for inner cavity,chromite sand combined with limestone sand,higher dimension accuracy and surface quality,eliminating inclusion defect,design of resonable gating system and risers,validating by simulating analysis of the process with simulation software combined with practical experiences as proper amount of inner chilling.High quality eligible castings have produced finally.

Pouring position;Riser;Pattern draft;Gating system

TG242;

A；

1006－9658（2012）02－0021-3

2011－12－29

稿件編號：1200－003

郭林（1972-），男，工程師，從事鑄造技術管理