Steinbrechmaschinen sind in vielen Abteilungen wie Minen, Schmelzen, Baumaterialien, Autobahnen, Eisenbahnen, Wasserschutz und chemischer Industrie weit verbreitet. Mit der Entwicklung der Weltwirtschaft, der Wiederbelebung des Bergbaus und anderer Grundstoffindustrien, der Nachfrage und der Zunahme von Brechern werden die Anforderungen der Kunden an Produktqualität und -leistung immer höher. Als wichtiger großflächiger Guss in Bergbaumaschinen hat der Hauptrahmen eine komplexe Struktur, eine kleine und gleichmäßige Wandstärke im Vergleich zu Ober-, Ober- und Mittelhalter. Aufgrund der strukturellen Eigenschaften ist es schwierig, die Erstarrung von Gussteilen zu realisieren. Während der Herstellung sind die Defekte der Verformung, der Schrumpfporosität und des Schrumpfhohlraums relativ ausgeprägt. Nach der Magnetpulverprüfung zeigen die über den Standard hinausgehenden Magnetmarkierungen, dass sie nicht nur die Qualität des Produkts beeinflussen, die Kosten erhöhen, sondern auch die Lieferzeit beeinflussen. In diesem Artikel wird die numerische Simulationstechnologie des Erstarrungsprozesses verwendet, um den Gießprozess zu optimieren, die sequentielle Verfestigung von Gussteilen und die Zuführwirkung von geschmolzenem Stahl sicherzustellen, schließlich den Schrumpfhohlraum und die Schwindungsporositätsfehler des Hauptrahmens zu lösen und die Qualität zu verbessern des Hauptrahmens und stellen die chargenstabile Versorgung mit solchen Produkten sicher.
Grundparameter und technische Anforderungen von Hauptrahmen des Kegelbrechers
Wir stellen gerade einen MP800-Kegelbrecher-Hauptrahmen für unsere Kunden her, daher wählen wir dieses Teil als Beispiel.
Der Hauptrahmen des Kegelbrechers MP800 ist sehr groß, Größe: 3727 * 2436 (mm), Gewicht: 35.3 t, Material: J03006
J03006 Chemische Zusammensetzung | |||||||
C | Si | Mn | S | P | Ni | Cr | Mo |
0.25-0.35 | 0.2-1.0 | 0.7-0.75 | ≤ 0.04 | ≤ 0.04 | ≤ 0.5 | ≤ 0.25 | ≤ 0.2 |
Der Produktionsprozess des Kegelbrecher-Hauptrahmens
1. Nach der Analyse der Gussstruktur wird der Trennplan des Gusses festgelegt. Die minimale Wandstärke des Riemens und des unteren großen Flansches sind als Trennflächen ausgeführt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:
2. Der Zuführweg ist gemäß dem Erstarrungsweg der Gießsequenz ausgelegt. Aus der Strukturanalyse geht hervor, dass am oberen und unteren Flansch große heiße Stellen vorhanden sind und es schwierig ist, die sequentielle Verfestigung in die gleiche Richtung zu realisieren. Daher ist das kalte Eisen vom mittleren Riemen aus konstruiert, und der Zuführungssteigrohr ist am oberen und unteren Flansch konstruiert.
3. Das Bodenrücklauf-Gießsystem wird für den Gießmodus verwendet, dh der flüssige Stahl wird durch den Anguss und den Kreuzguss zum Boden des Gussstücks geführt und dann vom Boden durch das innere Tor in den Formhohlraum eingespritzt.
Probleme und Analyse des Gussbauteils des Kegelbrechers
Probleme mit dem Gussteil des Kegelbrechers
In der tatsächlichen Produktion wird der anfängliche Prozess zum Modellieren und Gießen verwendet. Am Riemen wurde eine starke Schrumpfung festgestellt, und die Härte des Gussstücks am Zwischenwellenloch entsprach nicht den technischen Anforderungen, wie in der Abbildung gezeigt:
Analyse von Problemen
Beim Abkühlen des Gießens von Gießtemperatur auf Raumtemperatur gibt es drei miteinander verbundene Schrumpfungsstufen: Flüssigkeitsschrumpfung, Erstarrungsschrumpfung und Feststoffschrumpfung. Nach der Erstarrungstheorie ist die Volumenschrumpfung zwischen Flüssig-Fest-Phasenlinien die Hauptstufe der Bildung des Schrumpfhohlraums und der Schrumpfporosität. Große und konzentrierte Löcher werden als Schrumpfhohlräume bezeichnet, während kleine und verteilte Löcher als Schrumpfhohlräume bezeichnet werden. Wenn der Flüssigkeitszufuhrkanal frei ist und der Dendrit keine Netzwerkstruktur bildet, zeigt die Volumenschrumpfung einen konzentrierten Schrumpfungshohlraum und befindet sich im oberen Teil der fließfähigen Einheit des Gussstücks; Wenn der Dendrit ein Gerüst bildet, wird der Makrozufuhrkanal blockiert, und die Volumenschrumpfung des von der Dendritentrennwand umgebenen flüssigen Teils zeigt eine Schrumpfporosität. Die Schrumpfporosität ist ein komplexer Prozess, der nicht nur mit den Legierungseigenschaften und der Temperatur zusammenhängt, sondern auch mit den Größenmerkmalen von Dendriten und ihrer strukturellen Morphologie, Wachstumsgeschwindigkeit, dem äußeren Druck und anderen Faktoren
Unter makroskopischen Gesichtspunkten wird angenommen, dass die Wandstärke des Riemens des mp800-Hauptrahmens relativ gleichmäßig ist und der Zuführungssteig des Prozessdesigns an den Verarbeitungsflächen des oberen und unteren Flansches eingestellt ist. Es gibt keine Metallsubvention am Gussband und es wird kein guter keilförmiger Zuführungskanal gebildet, was zu einem unzureichenden vertikalen endlichen Zuführabstand des Steigrohrs führt, und die Mitte der Gusswand scheint während des Erstarrungsprozesses zu schrumpfen.
Aus Sicht der Verfestigung beginnt sich das Volumen der Stahlschmelze mit dem Temperaturabfall nach dem Gießen des Hauptrahmens zusammenzuziehen. Wenn sich der Guss im flüssigen Zustand befindet, gibt es keine Dendritenbildung im flüssigen Metall, der Zufuhrkanal des Gussstücks ist nicht blockiert und das flüssige Metall weist eine gute Fließfähigkeit auf. Wenn die Flüssigkeit schrumpft, kann die Stahlschmelze im Steigrohr vollständig zugeführt werden. Mit dem weiteren Temperaturabfall tritt der Guss in die Flüssig-Fest-Übergangszone ein. Zu diesem Zeitpunkt tritt die Hauptverfestigungsschrumpfung auf und das Flüssigkeitsvolumen ändert sich stark. Die Fütterung des Gussstücks hängt hauptsächlich von drei Modi ab: Massenfütterung, Dendritenfütterung und Sprengstofffüllung. Im späteren Stadium der Verfestigung begann sich eine große Anzahl von Dendriten zu bilden, mit entwickelten Dendriten, verbundenen Dendritenarmen und einer großen Anzahl von Netzwerkstrukturen, die zwischen Dendriten gebildet wurden. Zu diesem Zeitpunkt wird der Dendritenarm entwickelt, der durch die Flüssigkeitsdruckdifferenz nicht leicht beschädigt werden kann. Gleichzeitig ist die Hauptrahmenstruktur hier die gleichmäßige Wandstärke, und der Erstarrungsprozess erfolgt gleichzeitig von oben nach unten. Eine große Anzahl von Dendritenverbindungen behindert die Zufuhr von Steigflüssigkeit zu diesem Ort, und es kommt nicht zu einer „explosiven Füllung“. Die Zufuhrflüssigkeit fließt zwischen Dendriten mit großem Widerstand, was im Grunde genommen ein Versickern ist, so dass die Flüssigkeit zwischen Dendriten die externe Zufuhr nicht erhalten kann und schließlich eine Schrumpfporosität erzeugt. Unter diesem Gesichtspunkt kann der Steigrohr bei der nachfolgenden Prozessverbesserung nicht erhöht werden.
Die Härte des Gussstücks am Wellenloch kann die technischen Anforderungen nicht erfüllen, hauptsächlich weil die Härte anderer Teile des Stücks nicht hoch ist, nur die Härte dieses Teils ist hoch.
Verbesserung der Schrumpfung des Hauptrahmens des Kegelbrechers
- Der Riemen des mp800-Hauptrahmens ist zu weit vom oberen Riser entfernt, und der Vorschubgradient des Risers reicht nicht aus. Erhöhen Sie durch Modulberechnung die Prozesszugabe, erhöhen Sie den Zuführungskanal, so dass der Zufuhrkanal später als die Verfestigung des Hotspots ist, so dass der Guss eine sequentielle Verfestigung erreichen kann. Nach der Verbesserung wird die Prozesszugabe zwischen Steigrohr und heißer Verbindung hinzugefügt, so dass eine Schrumpfporosität vollständig vermieden werden kann.
- Erhöhen Sie den effektiven Vorschubabstand des Steigrohrs. Im Allgemeinen beträgt der effektive Vorschubabstand des Steigrohrs L = R + e (Lineal: Zuführbereich des Steigrohrs, e: Endbereich). Es gibt zwei Möglichkeiten, um den Vorschubabstand des Steigrohrs zu vergrößern, dh um das Steigeisen für kaltes Eisen zu erhöhen. Bei der Herstellung wird jedoch manchmal festgestellt, dass eine Schrumpfung auftritt, wenn der Abstand zwischen den beiden Steigleitungen nahe am Steigrohr F liegt. Dies ist auf die thermische Interferenz der beiden Steigleitungen und die Verlängerung der Erstarrungszeit zurückzuführen. Es ist auch möglich, dass die beiden Steigleitungen durcheinander fließen und die beiden Steigleitungen und die Steigleitung synchron verfestigen. Im späteren Stadium tritt eine Schrumpfung auf, wenn keine Fütterung erfolgt. Daher wird bei der Prozessmodifikation das kalte Eisen zwischen die oberen und unteren Flanschsteigleitungen eingestellt, und das kalte Eisen wird auf die minimale Wandstärke gebracht, um die Endfläche zu vergrößern.
- Durch lokale Wärmebehandlung kann die Härte des Gussstücks an dieser Stelle die technischen Anforderungen erfüllen.
Durch die Verbesserung hatte Qiming Machinery unseren Kunden einen hochwertigen MP800-Kegelbrecher-Hauptrahmen gegossen.