高锰钢破碎壁铸件快速顺序凝固装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械设备技术领域，具体涉及一种高锰钢破碎壁铸件快速与顺序凝固装置。
【背景技术】
[0002]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或细碎的一种机械设备，其具有结构可靠、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:标号I’为轧臼壁、标号2’为破碎壁、标号3’为锥齿轮、标号4’为偏心摆动机构。
[0003]在破碎机中，乳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，可以提高破碎机的工作寿命，提高工作效率，降低设备损耗。
[0004]轧臼壁的结构如图2a、2b所示，A部是重要工作部位，轧臼壁在使用过程中需要具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破碎壁，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，对于破碎壁铸件来说，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一道难题。
[0005]现有破碎壁铸造工艺方案中，最常用是采用砂型铸造技术，其铸造方案如图3a、3b所示，有两种工艺方案，图3a中，浇注系统la、补缩冒口 2a、型砂3a、破碎壁(铸件)4a、上砂箱5a、下砂箱6a，乳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的缺陷，影响工作性能及使用寿命。
[0006]图3b中，浇注系统Ib、补缩冒口 2b、型砂3b、破碎壁(铸件)4b、上砂箱5b、下砂箱6b，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，不是一种好的工艺方案。
[0007]从以上分析可知，单纯的砂型铸造难以获得高质量的高锰钢破碎壁铸件。
【实用新型内容】
[0008]为解决上述铸造难题，本实用新型提供了一种高锰钢破碎壁铸件快速顺序凝固装置，其能保证破碎壁特别是破碎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。
[0009]为达到上述目的，本实用新型采取如下技术方案:一种高锰钢破碎壁铸件快速顺序凝固装置，包括上砂箱、砂型、底座、砂芯，上砂箱的底部固定于急冷块的上表面，急冷块的底部固定于底座的上表面，上砂箱填砂造型后而形成砂型，砂芯通过芯头与冷型内孔定位，形成破碎壁的内腔结构，型砂设有浇注通道及冒口，浇注通道上端延伸至与外界相通，浇注通道向下延伸至砂芯，端口与破碎壁的成型部贯通；冒口贯通破碎壁的成型部与外界；急冷块的局部内壁对应于破碎壁成型部的重要工作部位外壁；冷型形成通水槽，此通水槽的外壁正对于破碎壁成型部的下端部。
[0010]优选的，底座包括底座架，冷型形成一圈所述的通水槽，通水槽的槽口朝外；底座架内圈形成一环形台阶，冷型搁于该台阶之上，冷型的上表面与底座架的上表面持平，且冷型的通水槽槽口被底座架的内壁封住。
[0011]优选的，冷型与底座架的接触处装入两个密封圈，两个密封圈分别处于通水槽槽口的上下方。
[0012]优选的，冷型与底座架之间通过连接螺钉固定连接。
[0013]优选的，设一进水管与出水管，进水管从下部穿过底座架后伸入冷型的通水槽而与通水槽连通，出水管从下部穿过底座架后伸入冷型的通水槽而与通水槽连通，进水管与出水管处于相对侧。
[0014]优选的，急冷块的下表面搁于冷型及底座架的上表面。
[0015]优选的，急冷块与底座架间形成上下相对应的定位孔，定位孔内装入定位销。
[0016]优选的，上砂箱下口沿与急冷块的上口沿内圈焊接。
[0017]本实用新型涉及一种圆锥破碎机上重要铸件一破碎壁铸造的工艺装置，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，该实用新型技术方案生产的轧臼壁，其使用寿命是现有普通砂型铸造方法的1.5 — 2倍。
【附图说明】
[0018]图1是圆锥破碎机工作原理图。
[0019]图2a、2b是破碎壁的结构图。
[0020]图3a、3b是破碎壁砂型铸造的两种方案。
[0021]图4是整体结构图。
[0022]图5是底座结构图。
[0023]图6a、6b是底座架的结构图。
[0024]图7是冷型的局部结构图。
[0025]图8是上砂箱与急冷块的结构图。
[0026]图9a、9b是外模结构图。
[0027]图10a、1b是上砂型造型图。
[0028]图lla、llb是砂芯制作图。
[0029]图12a、12b是芯盒结构图。
[0030]图4_12b中，I 一浇注系统、2 —冒口、3 —上砂箱、4 一型砂、5 —破碎壁、6 —急冷块、7 —冷型、8 —定位销、9 一连接螺钉、10 —密封圈、11 一底座架、12 —出水管、13 —砂芯、14 一进水管、15 —造型外模、16 —芯盒、17 —底板、18 —夹紧楔板。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本实用新型优选实施例作详细。
[0032]参见图4_12b，本实施例整体装置包括上砂箱3、砂芯13、底座，上砂箱3下口沿与急冷块6的上口沿内圈焊接而呈一体状，急冷块6在铸件凝固初期形成急冷作用，使铸件重要面形成良好的细晶粒组织。上砂箱3与急冷块6焊接成一整体结构如图8所示，B处为焊缝。
[0033]如图5所示，底座包括底座架11 (图6&、613)、冷型7(图7)，这两个零件构成了底座的主体。冷型7形成一圈通水槽7-1，通水槽7-1