進出料端蓋是球磨機設(shè)備上的中要部件之一，在整機中主要起到支撐、連接筒體的作用，并且是物料的進出通道，工作時軸徑的主要是彎曲力，筒體承受的是剪切力。進出料端的端盤根部圓角處是應(yīng)力集中部位，在鑄造時該部位容易出現(xiàn)砂眼、氣孔和微裂紋缺陷。

一、傳功工藝方案及存在的問題

多年來一直采用底返和側(cè)切相結(jié)合的澆筑系統(tǒng)，為防止內(nèi)澆道產(chǎn)生裂紋，內(nèi)澆道處留一段砂脖。為保證軸頸部位的內(nèi)在質(zhì)量，軸頭內(nèi)徑采用大圈補襯，只在下法蘭底面放一周外冷鐵，原工藝如圖1所顯示。

利用傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的端蓋，鑄件的質(zhì)量很不穩(wěn)定，常存在以下3種質(zhì)量缺陷：

1、鑄件軸頭拋光面存在砂眼和氣孔缺陷，在粗加工過程中就能發(fā)現(xiàn)較大的砂眼缺陷，即使經(jīng)過焊補修復(fù)，加工到拋光工序時，肉眼也可見到拋光面散布著一些細(xì)小的砂眼缺陷。這些缺陷修復(fù)難度較大，容易形成硬點，即使使用點焊機，大的缺陷也不容易修復(fù)，有時此類缺陷的修復(fù)會影響到整機的生產(chǎn)進度。

2、有的端蓋軸頭拋光面部位探傷存在超標(biāo)的縮松缺陷。該缺陷的修復(fù)難度更大，修復(fù)成本也更高，鑄件需要經(jīng)過預(yù)熱和焊后回火。

3、在端盤根部圓角部位產(chǎn)生周向裂紋，磁粉探傷不合格，影響了產(chǎn)品質(zhì)量。

二、改進工藝的確定

針對上述質(zhì)量問題，我們經(jīng)過反復(fù)分析討論，并進行多次聲稱摸索，確定了進出料端蓋改進后的鑄造工藝方案。

我們以3.4×5.8m球磨機進出料端蓋為列，改進后的鑄造工藝如下圖2所顯示。

1、與傳統(tǒng)工藝相比，我們將澆筑系統(tǒng)改為上下兩層切式內(nèi)澆道，使鋼液充型過程中產(chǎn)生快速的旋轉(zhuǎn)，加速鋼液內(nèi)的渣、砂和氣體的上浮排出。

2、取消內(nèi)澆道處的砂脖、以減少鋼液充型過程中在內(nèi)澆道處產(chǎn)生涮砂，減少砂眼的產(chǎn)生。

3、在鑄件軸頭內(nèi)徑下端設(shè)置一圈或兩圈外冷鐵，加速鋼液的凝固速度，以提高軸頸拋光面部位的內(nèi)在質(zhì)量，并可減少小補貼的厚度（補貼斜度由1:10減小為1:15）。從生產(chǎn)效果看，內(nèi)圈設(shè)置外冷鐵處很少因外冷鐵的激冷作用產(chǎn)生裂紋。

4、在鑄件下法蘭的背面放置厚100mm左右的石灰砂，減少下法蘭與上不端盤之間的收縮阻力，即減少了上部端盤根部圓角部位的收縮應(yīng)力，以避免裂紋的產(chǎn)生。

三、鑄造工藝的模擬檢驗

檢驗鑄件探傷部位能否產(chǎn)生縮松和縮孔缺陷，冒口下是否能產(chǎn)生宏觀縮孔，可以通過計算鑄件的補縮距離是否夠用，冒口可提供的鋼液是否大于鑄件的液態(tài)收縮和凝固收縮之和來確定冒口補縮能力。還可以參考鑄件的出品率。

我們通過華鑄CAE鑄件凝固模擬軟件來模擬鑄件的凝固過程更可靠，可以直觀發(fā)現(xiàn)鑄件來模擬鑄件的凝固過程更可靠，可以直觀發(fā)現(xiàn)鑄件是否產(chǎn)生缺陷，以及缺陷產(chǎn)生部位，模擬結(jié)果見下圖3、4，可見按此工藝可以獲得內(nèi)在質(zhì)量良好的鑄件。

四、端蓋的生產(chǎn)效果

我們應(yīng)用改進工藝生產(chǎn)了40多個進出料端蓋，基本消除了軸頸拋光面部位的砂眼和氣孔缺陷，偶爾內(nèi)澆道處出現(xiàn)有微小裂紋，經(jīng)粗加工也容易修復(fù)，鑄件的內(nèi)在質(zhì)量得到保證。經(jīng)超聲波探傷全部合理，端盤根部圓角部位的周向裂紋基本消除，使鑄件的質(zhì)量上了一個新臺階。

注：
采用先進的鑄造工藝模擬，找出鑄造缺陷產(chǎn)生的根本原因及影響因素，采取針對性的工藝措施，并經(jīng)過生產(chǎn)實踐檢驗，不斷改進和完善工藝措施，設(shè)計出合理的工藝參數(shù)，保證了球磨機端蓋的鑄造質(zhì)量，提高了球磨機設(shè)備的使用壽命。