一种圆锥破碎机的锥形衬套及其铸造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种圆锥破碎机的辅助构件及其铸造工艺，更具体地说涉及一种圆锥破碎机的锥形衬套及其铸造工艺。
【背景技术】
[0002]圆锥破碎机是利用破碎腔内的空间变化来达到破碎矿石的目的。衬套在冲击负荷下承受挤压应力，矿石尖角部分压入衬套表面，而且矿石的硬度越高，压入越深。当动锥旋转时，又产生巨大的剪切应力，造成衬套表面出现大量的凿坑，犁皱及沟槽，这是衬套失效的主要形式之一。更有甚者的是，由于我国大部分矿山在圆锥破碎机使用过程中，都避免不了物料带有夹杂物，例如残留的铲齿，螺钉螺母等，此时衬套被反复挤压会出现龟裂，严重时出现孔洞。衬套表面出现凿坑，犁皱，沟槽等必然使衬套局部产生大量的塑性变形，由于挤压应力、剪切应力反复周期地作用在衬套表面，致使其局部的塑性变形也是多次反复的，因此必然导致材料的疲劳，脆性化，并出现裂纹，裂纹经过不断扩大，相互交割，最后导致大块剥落，由于衬套局部多次塑性变形，接触疲劳弓I起的破坏也是衬套失效的主要形式。
[0003]专利号为201410303573.1的专利中公开了一种安装在旋回破碎机横梁上的衬套，该衬套具有一个由高铝锌合金钢制成的空心圆柱形主体，在该空心圆柱形主体的内表面设置有径向向内延伸的环形槽。该衬套对润滑油的亲和力较强，其熔点低，热导率大，散热快，不易与钢轴发生冶金结合，且自润滑性好，该种衬套可独立减摩及耐磨性能较强，在延长其使用寿命的同时，还可降低制作成本。然而，上述衬套由于材质的限制，其耐磨性能往往无法满足现有生产的需求；且上述专利中未公开该衬套的铸造工艺。
[0004]耐磨锰钢是应用最广的耐磨材料，其中高锰钢是英国人Hadfield于1882年发明的，其铸态组织是奥氏体+马氏体+碳化物，水韧处理后为单一奥氏体组织。高锰钢的主要特征是屈服强度低，高锰钢工件使用中易变形，冲击值达I960?2940kJ/m2，显示出极高的韧性，在强烈冲击工况下可产生加工硬化，从而具有良好的耐磨性。但由于高锰钢铸造性能特殊，在砂型铸造过程中，铸件易出现粘砂、裂纹、缩孔等缺陷，使得主轴整体衬套的质量不易保证，铸造难度极大。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于克服上述技术的缺点，提供一种圆锥破碎机的锥形衬套及其铸造工艺，该锥形衬套具有很好的耐磨性能和自润滑性能，使用寿命长，可降低生产成本；该锥形衬套的铸造工艺可明显克服在在砂型铸造过程中，铸件易出现粘砂、裂纹、缩孔等缺陷，使得主轴整体衬套的质量不易保证，铸造难度极大等问题。
[0006]本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种圆锥破碎机的锥形衬套，所述衬套为一个由高锰钢材料制成的空心圆台体，所述圆台体的上底大于其下底；所述圆台体的内表面横向设置有若干条环形凹槽，所述环形凹槽上方的内表面设置有若干个用于存放润滑油的凹槽，所述凹槽均匀分布在圆台体内表面的一个环形面上；所述圆台体的上顶部设置有限位结构，所述限位结构围绕所述圆台体顶部的外围设置并向外延伸；所述锥形衬套的上顶部还开设有用于安装防尘圈的台阶孔，所述台阶孔的孔径介于圆台体上底面的内径与外径之间。
[0007]进一步地，所述环形凹槽的截面形状为三角形、方形或圆弧形。
[0008]进一步地，所述环形凹槽的数目为3?6个。
[0009]进一步地，所述凹槽的截面形状为三角形、方形或圆弧形。
[0010]进一步地，所述锥形衬套在竖直方向上的倾角α为10?20度。
[0011]进一步地，所述锥形衬套由高锰钢材料制成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.15 ?1.55%、Mn:14.5 ?19.0%、Cr:1.5 ?2.5%、S1:0.4 ?1.2%、T1:0.15 ?0.35%、Na:0.15 ?0.65%、K:0.15 ?0.65%、S:彡 0.05%、P:(0.05% ;余量为 Fe。
[0012]一种圆锥破碎机的锥形衬套的铸造工艺，所述的铸造工艺主要包括以下步骤:
[0013]步骤1:造型，根据铸件的结构特点，为保证铸件的表面质量及铸件的垂直度要求，采用手工砂箱造型、实体模样；
[0014]步骤2:熔炼，将普通废钢、生铁通过电炉熔成钢液，钢液溶清后加入锰铁、铬铁、硅铁，完全熔化，调整成分，至成分符合上述高锰钢的化学成分的质量分数要求，将温度升至1600?1650°C ;采用铝条进行终脱氧处理，铝条的重量为钢液重量的0.3?0.35% ;
[0015]步骤3:浇注，出来的钢水温度控制在1450°C?1500°C进行浇注，浇注温度控制在1400°C?1450°C，保温时间为3小时；浇注完成后，进行清砂处理；
[0016]步骤4:水韧处理，把清理好的铸件堆放到高温热处理炉内放好，封好炉门，冷炉升温40?100°C /h，升温至650°C保温1.0?2.0h ;再升温至1050?1100°C继续保温1.0h左右，大于950°C水淬，水池的水温保持40°C以下；
[0017]步骤5:铸件空冷至室温后，清除浇、冒口，然后对产品进行验收、进库、堆放、分类入库。
[0018]进一步地，浇注时，采用单包双孔浇口、环形横浇道、双层内浇道的浇注系统，双层内浇道分别从铸件本体和冒口上引入，这样可以提高冒口温度，达到最好的补缩效果，使铸件质量得到提高。
[0019]进一步地，考虑高锰钢中C、Mn的含量较高，为避免缩尺过大，造成铸件尺寸超差，将铸件的收缩率定为2.5%，偏差不超过±0.1%。
[0020]进一步地，造型时采用的型砂、芯砂均采用镁橄榄石砂，以满足铸件对表面质量的要求，而涂料则采用优质镁砂粉涂料，可有效减小铸件的粘砂缺陷，在砂芯心部，放置退让性材料或将砂芯做成中空，在提高砂芯退让性的同时，可加快砂芯的散热和出气。
[0021]本发明的有益效果是:与现有技术相比，本发明提供的圆锥破碎机的锥形衬套及其铸造工艺具有以下优势:该锥形衬套具有很好的耐磨性能和自润滑性能，使用寿命长，可降低生产成本；该锥形衬套的铸造工艺可明显克服在在砂型铸造过程中，铸件易出现粘砂、裂纹、缩孔等缺陷，使得主轴整体衬套的质量不易保证，铸造难度极大等问题。
【附图说明】
[0022]图1为本发明中实施例1的圆锥破碎机的锥形衬套的结构示意图。
[0023]图2为本发明中实施例1的圆锥破碎机的锥形衬套的结构示意图。
[0024]图3为本发明中实施例1的圆锥破碎机的锥形衬套的结构示意图。
[0025]其中，1-台阶孔；2_限位结构；3_凹槽；4_环形凹槽；5_圆台体。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示，一种圆锥破碎机的锥形衬套，所述衬套为一个由高锰钢材料制成的空心圆台体5，所述圆台体5的上底大于其下底；所述圆台体5的内表面横向设置有若干条环形凹槽4，所述环形凹槽4的截面形状为三角形，所述环形凹槽4的数目为4个。所述锥形衬套在竖直方向上的倾角α为15度。
[0029]所述环形凹槽4上方的内表面设置有若干个用于存放润滑油的凹槽3，所述凹槽3均匀分布在圆台体内表面的一个环形面上；所述凹槽3的截面形状为圆弧形。
[0030]所述圆台体5的上顶部设置有限位结构2，所述限位结构2围绕所述圆台体顶部的外围设置并向外延伸；所述锥形衬套的上顶部还开设有用于安装防尘圈的台阶孔1，所述台阶孔I的孔径介于圆台体上底面的内径与外径之间。
[0031]所述锥形衬套由高锰钢材料制成，所述高锰钢中含有的化学元素成分及其质量百分比如下:C:1.35%,Mn:17.5%,Cr:1.8%,S1:0.8%,T1:0.25%,Na:0.35%,K:0.35%,S:0.04%,P:0.04% ;余量为 Fe。
[0032]上述圆锥破碎机的锥形衬套的铸造工艺，所述的铸造工艺主要包括以下步骤:
[0033]步骤1:造型，根据铸件的结构特点，为保证铸件的表面质量及铸件的垂直度要求，采用手工砂箱造型、实体模样；造型时采用的型砂、芯砂均采用镁橄榄石砂，以满足铸件对表面质量的要求，而涂料则采用优质镁砂粉涂料，可有效减小铸件的粘砂缺陷，在砂芯心部，放置退让性材料或将砂芯做成中空，在提高砂芯退让性的同时