[发明专利]一种高锰钢轧臼壁铸件快速顺序凝固技术装置

说明书

技术领域

本发明属于机械设备制造技术领域，具体涉及一种高锰钢轧臼壁铸件快速顺序凝固技术装置。

技术背景

圆锥破碎机是冶金、化工、建材、水电、矿山、交通建设等工业部门对不同硬度的各种矿石或岩石进行破碎和细碎的一种机械设备，具有结构可靠、运转平稳、生产效率高、调整方便、产品粒度均匀等特点。其工作原理如图1所示，其中，件1’为轧臼壁、件2’破碎壁、件3’为锥齿轮、件4’为偏心摆动机构。

在破碎机中，轧臼壁与破碎壁是设备运转过程中的两个关键部件，破碎机工作时，这两个工件受到破碎物料的挤压、冲击与磨损，从而迅速失效，故其工作寿命决定设备的品质质量与工作效率，提高轧臼壁与破碎壁的制作质量，特别是提高其耐磨性，从而可以提高破碎机的工作寿命、工作效率，并降低设备损耗。

轧臼壁结构如图2a、2b所示，A部是其重要工作部位。轧臼壁在使用过程中需要有良好的抗冲击性能及抗磨损性能，因此常用高锰钢材料进行铸造的方法生产轧臼壁，但高锰钢是一种本质粗晶粒金属材料，且因热处理过程无相变，无法通过热处理细化晶粒，所以高锰钢铸件除要求铸件无缩孔、缩松、夹杂物等铸造缺陷外，铸造原始组织中的晶粒度大小对铸件抗冲击性能及抗耐磨性能产生重要的影响，对于轧臼壁来说，获得晶粒细小、无缩孔缩松和夹渣等缺陷的铸造组织，是铸造生产过程中的难题。

现有轧臼壁铸造工艺方案中，最普遍采用的是砂型铸造技术，图3a、3b显示了两种不同的铸造方案，图3a、3b中，1’-浇注系统、2’－补缩冒口、3’－型砂、4’－轧臼壁(铸件)、5’－上砂箱、6’－下砂箱。图3a中，轧臼壁铸造时的方位与工作时相同，工作部位在铸件下部，但由于工作部位铸件比较厚，铸件上部较薄，在凝固时铸件上部先凝固，下部后凝固，下部后凝固时由于得不到上部金属的补缩，必定在铸件下部工作部位产生缩孔缩松。因此，铸件工作部位不可避免地存在缩孔缩松缺陷，影响使用性能与工作寿命。

图3b中，铸件工作部位朝上，利用冒口对铸件工作部位进行补缩，可以实现铸件从下至上的顺序凝固，避免铸件产生缩孔缩松缺陷，但由于铸件工作部位在上且与冒口接触，根据金属凝固原理，凝固过程中夹杂物向上浮动，及夹杂物最后凝固部位聚集这一特性。则铸件工作部位夹杂物比较多，此时铸件的重要工作部位在铸件上部，属于最后凝固部位，铸件凝固时间比较长，因而晶粒粗大。因此，铸件工作部位可能无缩孔缩松缺陷，但因晶粒粗大，夹杂物多，铸件工作时的抗冲击性能与抗磨损性能必定较差。

发明内容

从以上分析可以可知，单纯的砂型铸造难以获得高质量的高锰钢轧臼壁铸件，为解决这一铸造难题，本发明提供了一种高锰钢轧臼壁铸件快速凝固装置，本发明保证了轧臼壁特别是轧臼壁的重要工作部位在铸造过程中获得晶粒细小且无缩孔、缩松、无夹渣缺陷的铸造组织。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：高锰钢轧臼壁铸件快速顺序凝固装置，包括上砂箱、砂芯及底座，上砂箱内装砂芯，上砂箱的底部与底座固定连接，底座包括底座架及冷型，底座架形成一环形槽，该环形槽装入冷型，冷型形成环形水流通道，该水流通道连通进水管与出水管，工作时，冷型的冷却面紧贴铸件的内腔工作面。

优选的，冷型的水流通道的朝内侧未封闭，该朝内侧口被底座架的内圆柱体的外壁封住。

优选的，冷型与底座架间通过数根螺栓固定连接，螺栓从底座架的底部向上穿伸至冷型的底边。

优选的，进水管、出水管分别从外界通过底座架后伸入冷型的水流通道，进水管与出水管处于相对两侧。

优选的，冷型与底座架之间的相触部装入两个密封圈，两个密封圈分别处于冷型的水流通道的朝内侧口上部、下部。

优选的，冷型的外圈与底座架的外圆柱体间装入推板，工作时，铸件的下端面贴于推板的上部；数根推杆从底座架的底部活动式地伸入，其内端正对推板的下表面，能向上顶推推板。

优选的，上砂箱的下表面贴合于底座架的上表面，两者相对应地开有定位孔，通过定位销定位牢固。

优选的，砂芯通过芯头与底座架的内孔定位，形成轧臼壁的上部分内腔结构，砂芯预埋浇注系统及冒口。

本发明涉及一种圆锥破碎机上重要铸件—轧臼壁铸造的一种新工艺技术装置，该技术方案与现有砂型铸造技术相比，在铸件重要工作部位采用强制冷却技术，使铸件重要部位在凝固过程中获得细晶粒组织的同时，实现了顺序凝固，避免铸件产生缩孔、缩松及夹杂物缺陷，从根本上解决了轧臼壁铸造的品质质量。经试验表明，该技术方案生产的轧臼壁，其使用寿命是普通砂型铸造方法的1.5∽2倍。

附图说明