襯套是大型破碎機的主要磨損零件，材質(zhì)為ZGMn13，由于該零件在重載高沖擊下工作，故要求其具有高強度、高韌性、高耐磨性，同時對金相組織、尺寸精度要求較高。該件結(jié)構(gòu)特點是高大、壁厚不均，為圓錐筒體，壁厚由60 mm均勻變化到100 mm，高達2200 mm。原工藝廢品率較高，主要缺陷為組織疏松，尺寸精度達不到要求。
1、原工藝方案
采用粘土砂干型手工造型。其工藝如圖1所示，徑向收縮取2.0%。采用該工藝所澆鑄零件下部及上部組織疏松，中部相對致密，整個縱向斷面組織致密度嚴重不均；內(nèi)圓尺寸偏小，內(nèi)壁粘砂嚴重。
2、改進后的工藝方案
(1)如按原工藝方案，由于零件下部相對較薄，是最先凝固區(qū)。根據(jù)高錳鋼的糊狀凝固特點，下部組織因而相對疏松。零件中、上部的壁厚漸增厚，合金凝固區(qū)域?qū)挾茸冋蚨慵偟捏w積收縮量增大，零件便傾向于逐層凝固。故在零件的中部其組織相對致密。但在零件上部，由于所受金屬液靜壓力較中部小，且此處壁較厚，為最后凝固，近乎趨于同時凝固，故其組織相對中部較疏松。可見，按原工藝方案，零件沿縱向組織致密度是很不均勻的，這將嚴重影響零件的使用效果。
(2)徑向縮尺的選擇經(jīng)驗表明，在鑄件壁厚大于40 mm或小于30 mm時，對一般砂型鑄件在徑向的縮尺可取2.5%。
(3)零件及鑄型在斷面上的熱擴散 該零件屬圓錐筒體，因而在其凝固過程中，內(nèi)表面及外表面的熱流就影響其粘砂與否。在其內(nèi)表面，熱流是流向中心的，故難以散去，使其內(nèi)表面溫度偏高；在其外表面，熱流是向四周散去，使其外表面溫度偏低。故同樣的砂型，同樣的涂料及涂層厚度，零件內(nèi)表而較易粘砂。
(4)具體方案見圖2。該方案零件的凝固方式為同時凝固。雖零件下部較厚，但外冷鐵吸收零件下部的一部分熱量，又因熱金屬液是向上流的，加之冒口對零件上部進行熱補償，因而雖然零件壁厚上小下大，但最終零件是趨于同時凝固的。
(5)其他工藝參數(shù)選擇 因鑄件內(nèi)壁有13 mm凹陷灌鉛間隙，鑄造中只能按大于或等于13 mm制造，不能做小，否則會因裝配灌不進鉛水而降低襯套使用壽命。
砂芯涂料采用涂抹鎂砂粉方式，厚度2 mm左右。
采用開放式階梯澆注系統(tǒng)，s直澆道：（S中橫澆道：5中內(nèi)澆道）：(S)底橫澆道：S底內(nèi)澆道）=7：(18：18)：(27：27)。
通過采用上述工藝，所生產(chǎn)的襯套達到技術(shù)要求。
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