采煤机摇臂的铸造工艺研究.pdf

【摘要】 本文主要探讨了采煤机摇臂的铸造工艺，着重分析了摇臂的制造难点及解决策略。ZG310—570是一种常用的铸钢材料，具有特定的化学成分和力学性能，适合用于制造摇臂。在铸造过程中，对铸件进行了超声波探伤和水压试验以确保质量。由于摇臂结构复杂，壁厚不均，易产生裂纹，固定砂芯困难，以及铸件的补缩问题，因此需要精心设计铸造方案。 【详细知识点】 1. **材料科学**：ZG310—570是一种低合金高强度铸钢，其化学成分控制严格，含碳量、硅、锰、磷、硫、铬、钼、镍和铜等元素的含量都有所限定，以保证材料的强度和韧性。力学性能表显示其具有良好的抗拉强度和屈服强度。 2. **无损检测技术**：为了保证铸件质量，采用了超声波探伤，按照JB/T 5000.6—1998标准进行二级检验，确保无内部缺陷。此外，还进行了水压试验，以检查是否存在泄漏，确保安全运行。 3. **铸造工艺**：摇臂铸造难点在于壁薄、结构复杂，易出现裂纹、尺寸精度难以保证、砂芯固定难、型砂清理难以及厚壁处的补缩问题。为此，采用了特定的工艺方案，包括确定浇注位置、造型方法、造型材料和工艺设计。 4. **浇注位置**：根据铸件结构，电机轴孔置于上方，便于冒口放置、砂芯固定和补缩。 5. **造型方法**：下型采用地坑造型，上型采用砂箱造型，结合实样与组芯造型，适应铸件结构特点。 6. **造型材料**：使用呋喃树脂砂为主，部分砂芯用铬铁矿砂，表面涂覆锆英粉涂料，提高铸件质量和尺寸精度。 7. **工艺参数**：针对壁厚不均的特点，选取不同方向的收缩率和加工余量，以适应铸件的凝固收缩。 8. **冒口设计**：根据热节处的模数计算冒口大小，电机轴孔两侧和铰耳处设置不同规格的保温冒口，以实现顺序凝固，减少缩松缺陷。 9. **浇注系统**：采用开放式浇注系统，底注式设计，减少浇注压力，避免型腔破损。设置直浇道、横浇道和内浇道，保证钢液平稳流动并形成顺序凝固。 10. **其他工艺措施**：在外冷铁的辅助下，通过在远离冒口的热节处增加冷却，控制铸件冷却速度，以优化凝固过程。 总结，采煤机摇臂的铸造工艺是一项涉及材料科学、无损检测、铸造工艺设计等多个领域的复杂工程，需要精确控制每一个环节，确保铸件的机械性能和安全性。通过优化工艺流程，可以有效地解决铸造过程中的各种难题，制造出满足工况要求的高质量摇臂。