石料生产线颚破动颚的铸造生产技术

1、铸件结构特点及技术要求

动颚是颚式破碎机在石料生产线的生产中的关键部件，生产环境比较恶劣，在工作中要承受较大的载荷，对铸件质量要求较高，铸件要求磁粉和超声波探伤，不得有裂纹缺陷。铸件最大尺寸为2170mm×900mm×655mm，单件重量为3700kg，铸件整体结构为框架类结构，壁厚不均匀，最大壁厚为125mm，最小壁厚尺寸为35mm，铸件结构形状见图1。

2、铸造工艺措施

2.1、铸造难点

从技术要求和铸件结构来看，铸件尺寸较大，热节较多，尺寸精度要求较高。通过对铸件结构特点及技术要求进行分析，主要难度有以下几个方面。

（1）铸件为框架类结构，内腔型砂难以清理，内腔筋板较大，筋板交接处易出现粘砂缺陷。

（2）铸件缩尺寸不好控制，两侧面中间部位易出现外凸缺陷。

（3）铸件内腔芯子较多，易形成夹砂缺陷。

（4）铸件热节较多，补缩距离不好控制，易形成局部缩松缺陷。

2.2、工艺措施

（1）浇注位置及分型面确定。通过对铸件结构特点及热节点分布情况分析，确定采用两开箱分模造点及热节点分布情况分析，确定采用两开箱分模造型，从上平面筋板根部分模，筋板根部以上部分为上部模型，内腔及轴孔处采用芯子形成，浇注位置及分型面设置如图2所示。

（2）造型方法。由于铸件需求数量较多，指生产，采用实样木模造型。

（3）缩尺选择。根据铸件结构特点，结合以往生产类型结构铸件的经验，选取缩尺为2%，为防止两侧中间部位收缩不进来，导致铸件两侧局部尺寸超差，在两侧中间部位设置反变形量，尺寸为从两侧外端向两侧面中间设置由0~5mm逐渐增大的凹形反变形量。

（4）为防止铸件内腔筋板交接处出现裂纹，在筋板交接处设置30mm×30mm×10mm三角形防裂筋，每200mm长度设置一个。

（5）解决内腔难清砂措施。内腔芯子采用水玻璃七零砂，利用七零砂铸造浇注后易粉化、退让性好的特点，来解决内腔难以清砂的问题。但是由于七零砂在浇注过程中产生大量气体，并且铸件表面易产生缩沉现象，铸件易产生气孔缺陷，表面质量较差，为解决这一问题，我们采用覆砂技术，在芯子外表面及圆角处采用5~10mm铬铁砂，采用钢管芯骨，并在钢管表面钻出大量出气孔，为防止出气孔堵塞，又在钢管外表面缠一圈草绳子，从而保证浇注时芯子内产生的气体能够顺利排出。

2.3、冒口设置

根据计算并结合生产经验，在铸件轴孔上部位置设置φ450mm×500mm圆明冒口一个，在后端中部设置腰型12号（200mm×300mm×30mm）冒口一个，在中间每个长条凸台上部设置1号（φ90mm×120mm）冒口3个，见图3。

2.4、浇注系统及冷铁设置

为保证铁液有足够的上升速度，防止铸件表面出现冷隔纹缺陷，提高铸件表面质量，直浇口采用φ100mm一道，横浇口采用φ100mm两道对称分布，内浇口采用φ80mm变径内浇口八道。为保证铸件形成顺序凝固，避免底部筋板交接处形成缩孔缩松缺陷，在底部热节部位设置外冷铁5块，浇注系统及冷铁设置如图4所示。

2.5、凝固模拟验证

为防止铸造后铸件出现缩孔缺陷，我们又借助华铸CAE软件对设计的方案进行仿真凝固模拟验证。从模拟结果可以看出，缩孔都出现在冒口内，铸件内部无缩孔缩松现象发生。

3、过程控制

（1）模型采用两开箱分模造型，模型质量要求一级，拔模斜度采用拔模，为保证尺寸准确，下芯方便，将四个内部空腔设计为一个整体芯子。模型及芯子结构设计如图5所示。

（2）造型用型砂采用水玻璃石英砂，粒度为45/70目，含泥量≤0.5%，水分≤0.5%，SiO2含量大于96%。使用水玻璃做粘结剂，型砂湿强度0.012~0.017MPa，型砂水分含量为4~5%。造型时要注意防止舂砂撞坏冒口。为防止热节部位粘砂，采用在热节部位表面覆10mm厚铬矿砂，舂砂时要注意防止打坏模型。造型要坚实度高而且均匀，冒口出气孔要畅通。造好型后要将上箱筋板周围的砂型用二氧化碳气体吹硬，防止上烘干窑时塌箱变形。

（3）浇注合箱前先对照图纸检查砂型、砂芯，若砂型、砂芯尺寸有问题要进行修复。检查水口位置，吹干净水口内存砂。

下芯时应蹭一下芯头棱角，防止芯子下不到位。吹干型腔内所有浮砂。打泥时一定要注意打泥的厚度，原则上要求打泥稀薄均匀。

合箱时冒口要用面砂培好，并且要用二氧化碳将面砂吹硬化，要保证不能掉进型腔内砂子。合好箱后打好卡子，要防止错箱和浇注时涨箱。

浇注时底箱用草苫子垫好，保证气道的畅通。检查气眼是否畅通，应使外皮与芯头处的气眼能互相贯通。浇注温度控制在1530~1540℃左右，要平稳快速浇注。

4、铸件成品

铸件经打箱、气割、退火后，铸件表面质量光洁，无气孔、夹砂等铸造缺陷，经毛坯尺寸检查，铸件尺寸都在标准要求范围之内，磁粉及超声波探伤检查铸件质量符合图纸技术要求。

5、结论

（1）由于石灰石砂具有良好的退让性和溃散性，铬铁矿砂具有较高的耐火度，两者结合使用，铸造后铸件内腔表面光洁，无粘砂，无裂纹缺陷。

（2）内腔芯子采用整体芯子，效果较好，定位准确，下芯方便。

（3）两侧面采用反变形工艺措施，解决了铸件局部外凸问题。

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