圓錐破碎機(jī)是廣泛應(yīng)用在水利、建材、化工等行業(yè)的破碎機(jī)，伴隨著圓錐破碎機(jī)的技術(shù)不斷發(fā)展，客戶對其產(chǎn)品質(zhì)量和性能要求越來越高，破碎機(jī)廠家在不斷努力滿足客戶的要求，以下是紅星機(jī)器對圓錐破碎機(jī)主機(jī)架生產(chǎn)工藝的研究。

主機(jī)架作為圓錐破碎機(jī)的重要大型鑄件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚小、均勻。機(jī)架的結(jié)構(gòu)特性決定了其很難實現(xiàn)順序凝固，易產(chǎn)生縮松。生產(chǎn)中主機(jī)架變形、縮松、縮孔缺陷比較突出，不僅會影響了圓錐破碎機(jī)的質(zhì)量，增加成本，而且影響了交貨期。本文通過分析優(yōu)化主機(jī)架的鑄造工藝，保證主機(jī)架的順序凝固及鋼液補(bǔ)縮效果。

一、工藝設(shè)計方案

1、分析實驗對象

實驗對象選擇具有代表性的MP800系列主機(jī)架，該圓錐破碎機(jī)主機(jī)架輪廓尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、勻壁較多，輪廓尺寸為3727x2436(mm)，重量35.31，材質(zhì)為J03006。

2、原工藝方案

(1)確定鑄件的分型方案。將腰帶處壁厚處和下面大法蘭處設(shè)計為分型面。

(2)按照鑄件順序凝固方式進(jìn)行設(shè)計補(bǔ)縮方式。

(3)采用底返式澆注系統(tǒng)，通過直澆道和橫澆道把鋼液引到鑄件底部，再由內(nèi)澆口從底部注入型腔。

二、主機(jī)架鑄造工藝的問題及分析

存在的問題

按原工藝方案進(jìn)行造型、澆注，在腰帶處發(fā)現(xiàn)有大量縮松出現(xiàn)，同時中間軸孔處鑄件硬度也達(dá)不到技術(shù)要求。

原因分析

鑄件從澆注溫度冷卻到室溫的過程中，要經(jīng)歷三個相互聯(lián)系的收縮階段，即液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮，液-固相線之間的體積收縮是形成縮孔及縮松的主要階段。容積大而集中的孔洞稱為縮孔，細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。當(dāng)液體補(bǔ)縮通逍暢通、枝晶沒有形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(枝晶骨架)時，體積收縮表現(xiàn)為集中縮孔且位于鑄件可流動單元的上部：而當(dāng)枝晶形成竹架時。宏觀補(bǔ)縮通道被堵寒，這時被枝晶分割包圍的液體部分其體積收縮表現(xiàn)為縮松(枝晶范圍內(nèi))。

紅星機(jī)器科研人員通過研究金屬液在凝固過程的流動狀態(tài)，提出了質(zhì)量補(bǔ)縮和枝晶補(bǔ)縮的概念。研究結(jié)果表明，縮松是由于金屬液的流動受到阻礙，合金凝固收縮得不到金屬液的補(bǔ)充而產(chǎn)生的。

液體補(bǔ)縮不充分是縮孔形成的根本原因。在其他凝固過程中液體補(bǔ)縮停止后，進(jìn)入質(zhì)量補(bǔ)縮和枝晶補(bǔ)縮。在凝固進(jìn)行的過程中，枝晶間的通道逐漸變細(xì)，若枝晶間通道頂端的壓力低于縮孔形成的臨界值。枝晶間補(bǔ)縮就停止了。如果已形成的枝晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還不很堅固，同時在枝晶間又有足夠的金屬液體壓力差存在枝晶臂就會突然破斷，使殘余液體突然流入枝晶間的隔絕區(qū)補(bǔ)縮凝固收縮，這就是"爆炸充填"。在實際鑄件的凝固過程中，形成縮松的主要原因是質(zhì)量補(bǔ)縮和枝晶補(bǔ)縮產(chǎn)生了困難。

工藝措施

新工藝主要從縮松發(fā)生部位開始改進(jìn)，保證朝向冒口的楔形補(bǔ)縮通道暢通。

(1)MP800主機(jī)架中腰帶處距頂冒口太遠(yuǎn)，冒口的補(bǔ)縮梯度不夠，通過模數(shù)計算，增加工藝補(bǔ)貼，加大補(bǔ)縮通道，使補(bǔ)縮通道遲于熱節(jié)部位凝固，使鑄件實現(xiàn)順序凝固。改進(jìn)后在冒口與熱節(jié)之間增加了工藝補(bǔ)貼，從而徹底避免了縮松的發(fā)生。

(2)增大冒口有效補(bǔ)縮距離。增大冒口補(bǔ)縮距離有兩種方式，即增大冒口、放置冷鐵。本工藝修改時，在上下法蘭冒口之間設(shè)置冷鐵，將冷鐵放置在壁厚處，增大末端區(qū)。

(3)通過局部熱處理，使該處鑄件硬度達(dá)到技術(shù)要求。

本次工藝改進(jìn)方案對鑄件產(chǎn)生的縮松得以解決，既保證了主機(jī)架的質(zhì)量，又不會增加生產(chǎn)成本，延遲生產(chǎn)時間，延誤交貨時間。