1、超高锰钢圆锥破碎机锥形套圆锥破碎机的工作过程如图 538 所示，物料在外锥套和主轴套形成的圆锥形问隙内自上而下运动的过程中被挤碎。因此，外锥套和主轴套是圆锥破碎机最关键的零件。它们采用超高锰钢ZGMn。 。Cr ：制成，其零件图如图 539 所示。外锥套和主轴套两个零件形状类似。壁厚都很不均匀，外锥套壁厚最大 59mm，最小 115mm。主轴套大口处最大壁厚为 70ram，小口处壁厚只有为 215mm ，外表面有侧凹。目前主要用砂型铸造方法生产。生产中经常出现尺寸超差和缩松缺陷，使用寿命不理想。1液锻方案由于超高锰钢加工硬化现象很强，切削性能不好，需要实现无切削成型，采用液态模锻技术生产比较合
2、适。但是，圆锥破碎机外锥套液态模锻有诸多难点，例如，因其轮廓尺寸大，需要较大的液锻机；因其外形复杂，需要使用垂直分模面；内腔存在两个方向的斜度，需要使用组合型芯；单件质量大，浇注、取件都需要有专用工具。目前还未见生产实践的报道。针对这些问题，该件采用单腔上加压同向直接液锻成型，如图 540 所示。 取工件的直立位、大口在上的位置为成型位置。这种成型位置便于实现顺序凝固，提高压力补缩效果。采用凹凸模结构上加压方式，凸模为上模并兼异型压头。这样既便于设置溢流设施保证尺寸精度，也有利于减小压力损失。2模具方案由图 5-40 可见，外锥套液锻模具总体上由异型压头、凹模、型芯和顶出机构组成。异型压头安装
3、在液锻机的活动横梁上，由主缸带动作上下运动。其中央留有与型芯组合的芯座孑 L，以便其下行时，固定型芯。凹模由凹模芯、可分凹模套和型芯组成。可分凹模套为一个带有内锥面的圆桶，内锥面上设有滑道，以便凹模芯沿其作上下运动。凹模芯是一个沿中心轴分开的两半模，可沿凹模套的内锥面上下运动，实现分模和锁模。2 号型芯位于凹模的下部，用来形成锥形套的下段锥孔。与 1 号型芯之间子口定位。凹模的底板上留有顶杆通过孔，以便顶出凹模芯和工件。整个凹模通过一系列的支铁支撑并定位。顶出机构由与下缸活塞杆、打料板和顶杆组成。下缸活塞杆可以通过模底板的中央孔，在下缸的带动下作上下运动，提供顶出力。打料板中央安装有圆柱形导柱
4、，该导柱穿过 2 号型芯并与 1 号型芯的中央孔配合，其前端为半球形，以便顶出 1 号型芯。顶杆上端的初始位置低于凹模芯的下平面，以便首先将 1号型芯顶出后再实现整个凹模芯和工件的顶出。该模具的工作过程是：凸模或异型冲头处于上位，模具呈开模状态时，将2 号型芯安装到位，喷涂涂料并干燥后，将熔炼合格的金属液从凹模模芯的模口浇入模腔。然后，启动液锻机的主缸，带动异性压头下行，2 号型芯的芯头首先进入异型压头的中央孔内，将压头上的芯座孔封闭。压头继续下行，接触金属液后逐步增压至设定压力并持压规定的时间后，压头上行复位，下缸动作，带动活塞杆推动打料板将 1 号型芯顶出。打料板继续上行，当顶杆接触凹模芯
5、后，推动凹模芯沿凹模套的滑道向上运动的同时，实现凹模芯的开模，当运动一定距离后，工件与凹模芯彻底分离。取出 1 号型芯和工件。最后，定出机构和凹模芯复位后，进行下一个工作循环。该方案的主要工艺参数如下：(1)比压由于有内型芯，摩擦造成的压力损失较大，而且高向尺寸较大，需要较高的名义比压。实践证明，为了得到致密产品，名义比压不小于150MPa。(2)加压速度 由于该方案采用立式液锻机实现，空行程较大，为了缩短开始加压时间，要求液锻机的空行程速度不低于 300mms，功进速度取20mm s30mms 即可。(3)持压时间取 60s。(4)开始加压时间为了减小压力损失，开始加压时间越短越好。该件的开
6、始加压时间要求不大于 lOs。3效果这一成型方案的优点是基本没有余料，可以实现近净成型。其主要缺点是高向尺寸会因浇注量的波动略有差异，这一问题可以通过设置必要的溢流槽来解决。该件液态模锻生产中容易出现的问题主要是如下四个。(1)高向尺寸波动超差 由于工件的高向尺寸是自由公差，并且端面要求一定的去除加工，在溢流措施得当的情况下，一般不会出现尺寸超差而报废。但是，当浇注量定量失控或溢流设施设计不当时，可能出现高向尺寸超差。为了防止这一问题出现，浇注量定量原则是宁多勿少，并且要认真设计溢流结构。(2)开裂由于超高锰钢收缩率大，一旦开模抽芯不及时，就会出现纵裂。为了防止这一问题出现，最好采用专用液锻机
7、进行半自动模式工作，即按照设定的动作程序自动完成一个模次的动作。并且，各缸的速度尽量高一些，以便尽快抽芯、缩短工件的留模时间。(3)模具寿命短这是钢铁材料液态模锻中需要关注的普遍问题。这里寿命最短的是异型压头。为了提高其寿命、减小模具费其在成本中的份额，可以将压头做成分体结构，使易损部分的质量尽量小，并便于更换。同时要使用高锰钢液锻专用涂料来保护模具。(4)缩松由于该件结构上的原因，无法实现自远离压头向压头处的顺序凝固，最后凝固位置在远离压头的下部，所以，一旦压力传递过程的损失过大，则容易出现缩松或缩孔缺陷。可以采取低温浇注、使用控温模具等措施来防止这一缺陷。锥形套采用液态模锻技术成型代替原来的砂型铸造，具有突出的经济意义。在砂型铸造中，为了补缩需要较大的冒口，工艺出品率只有 75；而采用上述液态模锻方案，工艺出品率接近 100。此外，超高锰钢砂型铸造中的浇冒口切割是一个难题，在水韧处理前切割容易在切口处出现裂纹；水韧处理后切割，则因切口处可能析出碳化物导致脆性增大，抗磨性较差。改用液态模锻后，省去了浇冒口切割，这一问题得到了根本的解决。
