魯志武，馬 濤，雷鵬飛

(太原重型機械集團有限公司 特鑄分公司，山西太原 030024)

隨著礦山工業(yè)化的大力發(fā)展，各類破碎站應(yīng)用而生，相應(yīng)的破碎機、傳送機等成套設(shè)備得到了廣泛的使用，相關(guān)配件、備件的需求也越來越多，作為破碎機上的主要輸送部件鏈板的用量也逐漸增加，但由于其制造難度較大，各大礦山的鏈板全靠進口而且價格居高不下。此次開發(fā)的破碎機鏈板為鞍山鋼鐵礦業(yè)公司破碎機的配套產(chǎn)品，破碎機是礦山作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，能否連續(xù)穩(wěn)定運行對礦山的高效安全生產(chǎn)影響很大，其中鏈板是破碎機系統(tǒng)上不可或缺的重要部件，承受大的載荷及磨損，具有廣闊的市場空間，鏈板結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 鏈板示意圖

破碎機鏈板鑄件的重量為527 kg，材質(zhì)為ZGMn13Mo。該產(chǎn)品生產(chǎn)制造有如下技術(shù)難點：1）考慮到鑄件整體尺寸 2856×456×291（mm）,壁厚大部分為48 mm屬于薄板條件,在鑄造及熱處理要注意其變形；2）要精確保證裝配處圓弧以及8個孔的尺寸精度；3）成型后要保證三件試安裝的角度控制。如何確定合適的鑄造工藝和設(shè)計適宜的熱處理工裝，確保鑄件質(zhì)量和轉(zhuǎn)配圓弧及角度效果，成為鏈板鑄造和熱處理的難點和關(guān)鍵點。

1 鑄造工藝設(shè)計

1.1 鑄造工藝

為保證鋼液快速平穩(wěn)地流入型腔，鑄件的內(nèi)澆口采用扁平型，平均分布在鑄件單側(cè)，在相應(yīng)的澆口位置放置冒口保證鋼水內(nèi)渣氣及時排除，同時在高于冒口根部位置布上出氣孔，防止鑄件產(chǎn)生澆不足情況，如圖2所示。

圖2 鏈板鑄造工藝方案

1.2 主要參數(shù)的選擇

1.2.1 鑄件縮尺的選擇

結(jié)合鑄件本身結(jié)構(gòu)特點及高錳鋼材料特點，選取鑄件的縮尺為2.7%,結(jié)合公司的生產(chǎn)實際情況，采用樹脂砂造型，同時為保證鑄件精度和表面質(zhì)量，防止鑄件表面和拐角處發(fā)生粘砂，在鑄件表面和拐角處敷鉻鐵礦砂，并刷涂鎂砂粉涂料。

1.2.2 鑄件拔模斜度的選取

由于鑄件是毛坯使用，其尺寸的控制相對較嚴，為避免造型后起模樣時損壞砂型表面，有利于生產(chǎn)出高質(zhì)量的鑄件，選擇拔模斜度為0°～+3°.

1.2.3 澆注溫度

澆注過程中溫度過高，凝固的收縮大，鑄件易產(chǎn)生縮孔和縮松、晶粒粗大及其粘砂等缺陷；溫度過低，可能由于壁薄則易產(chǎn)生澆不足、冷隔、欠鑄等缺陷。因此，適宜的澆注溫度是在保證金屬液充滿鑄型型腔的前提下采用稍低的溫度為宜，考慮到鋼液轉(zhuǎn)運過程中熱量的損失及其鑄件本身等因素，選擇澆注溫度為1410℃～1440℃.

2 模具的改進

針對鏈板的制造難點，通過采用金屬模（如圖3所示）代替木模造型，保證鑄件長度關(guān)鍵尺寸的精度和平整度，從源頭上防止模型變形問題引起的鑄件變形，同時金屬模具的使用保證整個鑄件表面質(zhì)量。

圖3 鏈板的金屬模型

3 熱處理工裝設(shè)計

針對鏈板鑄件本身的結(jié)構(gòu)特點，為防止水韌處理后的變形，特設(shè)計專門的熱處理工裝，如圖4所示，兩塊鏈板鑄件相互穿插形成抱對形式，下面采用底座托盤式，支持整個鑄件并保證鑄件在整個過程中的平穩(wěn)，上面采用卡子緊固式，在容易變形及薄弱地方放入卡子進行緊固，內(nèi)部的空腔用適合的擋板進行隔擋，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計既能保證鑄件整體的平穩(wěn)性又能保證水韌處理時冷卻水能對鑄件全面冷卻，通過這樣的熱處理工裝使得熱處理后的鑄件變形程度符合客戶要求，變形量不大于0.35∶100.

圖4 鏈板熱處理裝置示意圖

4 裝配檢具及角度檢具設(shè)計

結(jié)合鏈板實際使用情況，為保證鏈板在使用過程中與下面鏈軌節(jié)的精確配位（如圖5所示），特根據(jù)鏈軌節(jié)8孔尺寸設(shè)計了可拆卸式檢具，保證鏈板兩端8孔位置在首次試安裝過程中配位準確，檢具示意圖如圖6所示。

圖5 鏈板與鏈軌節(jié)轉(zhuǎn)配示意

圖6 檢具檢驗孔距試驗

鏈板的旋轉(zhuǎn)靠下面的驅(qū)動輪撥動鏈軌節(jié)之間的銷孔完成運輸過程，如圖7所示，鏈板旋轉(zhuǎn)時在驅(qū)動輪位置兩件之間要形成一定的角度（147°），為保證旋轉(zhuǎn)角度合適特根據(jù)現(xiàn)場的使用條件設(shè)計了角度測試檢具，如圖8所示。采用角度測試檢具進行角度測試實驗，旋轉(zhuǎn)角度符合圖紙要求，達到147°，保證了鏈板在后續(xù)的正常旋轉(zhuǎn)。

圖7 鏈板現(xiàn)場旋轉(zhuǎn)圖

圖8 角度測試檢具

圖8 角度測試實驗過程

5 結(jié)果

通過上述的工藝方法及過程控制，生產(chǎn)的鑄件變形程度較小，經(jīng)后續(xù)的整形處理達到了客戶要求，獲得了合格鑄件（如圖9所示）。

圖9 鑄件成品圖

6 結(jié)論

通過對鏈板鑄造技術(shù)特點和難點分析，生產(chǎn)上采用金屬模具解決了模具本身變形引起鑄件變形問題，同時也保證了關(guān)鍵尺寸的精度；熱處理工裝的設(shè)計使用，使得長薄板條件能夠很好控制好熱處理變形問題；裝配檢具和角度測試檢具等技術(shù)的使用保證了鏈板鑄件關(guān)鍵裝配位置的精確性。成功地實現(xiàn)了鏈板的國產(chǎn)化生產(chǎn)，為客戶生產(chǎn)出了滿足使用要求的合格產(chǎn)品。經(jīng)客戶反饋，此次生產(chǎn)的鏈板鑄件在使用上可以完全替代進口鑄件。為以后生產(chǎn)此類鑄件提供了生產(chǎn)經(jīng)驗。

［1］施延藻.鑄造使用手冊［M］.沈陽：東北工業(yè)學院出版社，1988.

［2］李魁盛.鑄造工藝設(shè)計基礎(chǔ)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1981.

［3］柳百成,黃天佑.鑄造成冊手冊上［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2009.

［4］崔忠圻.金屬學與熱處理［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2000.