[发明专利]一种特大型半齿圈的铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及特大型半齿圈的生产技术领域，具体涉及一种特大型半齿圈的铸造方法。

背景技术

大型齿轮圈是大型回转窑、磨机及建材、矿山、冶金、电力机械设备中的关键传动部件，齿轮圈质量的好坏直接影响到设备的寿命、性能及传动的平稳性，因此，如何提高大型齿轮圈质量就成了至关重要的问题。随着经济的发展和科技进步，世界上建材、冶金领域所用大型齿轮圈的规格由直径4000-6000 mm发展到现在的直径10000 mm以上，规格越来越大，质量要求也越来越高，除要求良好的抗疲劳性、高强度、高韧性、高的表面硬度外，还要求组织致密，需进行磁粉探伤和超声波探伤，且不允许有缺陷焊补。

由于受交通运输条件的制约，在实际制造大型齿轮圈时一般是将大型齿轮圈一分为二，分成两个半齿圈进行加工制造，待使用时再将两个半齿圈用螺栓固定组合成齿轮圈使用。半齿圈的质量直接影响组合成的齿轮圈的质量，因此，半齿圈的质量就显得尤为重要。在制造过程中，为了防止半齿圈的变形，通常在铸造时将两个半齿圈组合造型，两个半齿圈圆心距拉开些距离，中部加连接板，组成整圈进行铸造，铸成后再将毛坯切开成为半齿圈。

半齿圈的铸造方法是特大型半齿圈制造中的关键技术。由于特大型半齿圈的凝固结晶范围宽，其凝固特性决定了在铸造过程中容易产生缩孔和缩松缺陷，特别是在现有的铸造工艺中，见附图1所示，冒口分散放置在内、外轮缘的立筋处，在外轮缘外侧对应冒口下方放置补贴，在半齿圈加工过程中由于其轮缘铣齿深度达外轮缘厚度的一半，机加工后在齿根处常出现铸造缺陷。另外，由于半齿圈直径大，钢液用量大，铸造过程中钢液与型砂接触时间长，生产中砂眼、气孔缺陷比较突出，磁粉探伤后常出现超标磁痕显示，不仅影响了产品的质量，增加成本，而且影响交货期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特大型半齿圈的铸造方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种特大型半齿圈的铸造方法，采用外轮缘整圈明冒口、外加保温冒口套，内圆补贴，外圆冷铁激冷；内轮缘分散圆形保温暗冒口，对应底部冷铁激冷，得到半齿圈毛坯。

进一步的，特大型半齿圈的铸造方法具体包括以下步骤：

（1）构建铸模

用型砂构建两个半齿圈，所述两个半齿圈的圆心相距400～500mm，两个半齿圈通过设置在两个半齿圈之间的连接板组成整圈造型，所述连接板通过螺栓固定连接；

沿所述两个半齿圈的外轮缘上部设置整圈明冒口，所述明冒口居中设置于所述外轮缘的上部，明冒口外部设置有保温冒口套；

沿所述两个半齿圈外轮缘的内侧且位于平辐板的上部除所述用于固定连接连接板的螺栓外整圈设置内补贴；沿所述两个半齿圈的外轮缘的外侧设置整圈第一挂砂冷铁，所述第一挂砂冷铁的挂砂层厚度为20mm，第一挂砂冷铁的冷铁厚度为300～400mm，冷铁高度与半齿圈外轮缘高度相同；

所述两个半齿圈的内轮缘上部与立筋相交部位分散设置有圆形保温暗冒口，圆形保温暗冒口的数量与立筋数量相同，所述圆形保温暗冒口顶部设置出气孔；所述两个半齿圈的内轮缘靠近圆心的一侧对应于圆形保温暗冒口的下部设置有第二挂砂冷铁，所述第二挂砂冷铁的挂砂层厚度为10mm，第二挂砂冷铁的冷铁厚度为100～120mm，冷铁长度为150～160mm，冷铁宽度为150～160mm；

（2）将钢液浇注入步骤（1）构建的铸模中，得到铸件毛坯，之后切开得到半齿圈毛坯。

其中，所述明冒口沿半齿圈径向的宽度为：外轮缘沿半齿圈径向的宽度+（100～130）mm，明冒口的高度为：外轮缘高度×（70～80）%。

所述内补贴的厚度为60～80mm。

所述圆形保温暗冒口的直径为：内轮缘沿半齿圈径向的宽度+（50～80）mm。

所述钢液的制备方法为：从45号钢、CrMo低合金钢和CrNiMo低合金钢中选取一种作为生产特大型半齿圈的原材料，该原材料采用碳钢、铬铁、锰铁、硅铁、钼铁、镍铁等，按材质化学成分配比要求计算配备原材料，采用电弧炉初炼，然后再经LF精炼和VD处理，得钢液。

所述半齿圈毛坯的直径为9000～12000mm。