圆锥破碎机主机架缩松、缩孔问题的解决

圆锥破碎机是广泛应用在水利、建材、化工等行业的破碎机，伴随着圆锥破碎机的技术不断发展，客户对其产品质量和性能要求越来越高，破碎机厂家在不断努力满足客户的要求，以下是红星机器对圆锥破碎机主机架生产工艺的研究。

主机架作为圆锥破碎机的重要大型铸件，其结构复杂，壁厚小、均匀。机架的结构特性决定了其很难实现顺序凝固，易产生缩松。生产中主机架变形、缩松、缩孔缺陷比较突出，不仅会影响了圆锥破碎机的质量，增加成本，而且影响了交货期。本文通过分析优化主机架的铸造工艺，保证主机架的顺序凝固及钢液补缩效果。

一、工艺设计方案

1、分析实验对象

实验对象选择具有代表性的MP800系列主机架，该圆锥破碎机主机架轮廓尺寸大、结构复杂、匀壁较多，轮廓尺寸为3727x2436(mm)，重量35.31，材质为J03006。

2、原工艺方案

(1)确定铸件的分型方案。将腰带处壁厚处和下面大法兰处设计为分型面。

(2)按照铸件顺序凝固方式进行设计补缩方式。

(3)采用底返式浇注系统，通过直浇道和横浇道把钢液引到铸件底部，再由内浇口从底部注入型腔。

二、主机架铸造工艺的问题及分析

存在的问题

按原工艺方案进行造型、浇注，在腰带处发现有大量缩松出现，同时中间轴孔处铸件硬度也达不到技术要求。

原因分析

铸件从浇注温度冷却到室温的过程中，要经历三个相互联系的收缩阶段，即液态收缩、凝固收缩、固态收缩，液-固相线之间的体积收缩是形成缩孔及缩松的主要阶段。容积大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。当液体补缩通逍畅通、枝晶没有形成网状结构(枝晶骨架)时，体积收缩表现为集中缩孔且位于铸件可流动单元的上部：而当枝晶形成竹架时。宏观补缩通道被堵寒，这时被枝晶分割包围的液体部分其体积收缩表现为缩松(枝晶范围内)。

红星机器科研人员通过研究金属液在凝固过程的流动状态，提出了质量补缩和枝晶补缩的概念。研究结果表明，缩松是由于金属液的流动受到阻碍，合金凝固收缩得不到金属液的补充而产生的。

液体补缩不充分是缩孔形成的根本原因。在其他凝固过程中液体补缩停止后，进入质量补缩和枝晶补缩。在凝固进行的过程中，枝晶间的通道逐渐变细，若枝晶间通道顶端的压力低于缩孔形成的临界值。枝晶间补缩就停止了。如果已形成的枝晶网状结构还不很坚固，同时在枝晶间又有足够的金属液体压力差存在枝晶臂就会突然破断，使残余液体突然流入枝晶间的隔绝区补缩凝固收缩，这就是"爆炸充填"。在实际铸件的凝固过程中，形成缩松的主要原因是质量补缩和枝晶补缩产生了困难。

工艺措施

新工艺主要从缩松发生部位开始改进，保证朝向冒口的楔形补缩通道畅通。

(1)MP800主机架中腰带处距顶冒口太远，冒口的补缩梯度不够，通过模数计算，增加工艺补贴，加大补缩通道，使补缩通道迟于热节部位凝固，使铸件实现顺序凝固。改进后在冒口与热节之间增加了工艺补贴，从而彻底避免了缩松的发生。

(2)增大冒口有效补缩距离。增大冒口补缩距离有两种方式，即增大冒口、放置冷铁。本工艺修改时，在上下法兰冒口之间设置冷铁，将冷铁放置在壁厚处，增大末端区。

(3)通过局部热处理，使该处铸件硬度达到技术要求。

本次工艺改进方案对铸件产生的缩松得以解决，既保证了主机架的质量，又不会增加生产成本，延迟生产时间，延误交货时间。