風(fēng)力發(fā)電鑄件的生產(chǎn)工藝

1、<p>　　風(fēng)力發(fā)電鑄件的生產(chǎn)工藝</p><p><b>　　李德臣1，連煒2</b></p><p>　?。?．沈陽鑫浩龍鑄造材料公司，遼寧 沈陽 110021 ；2. 西安工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西西安 710032；）</p><p>　　Product Technology of Castings for wind-driv

2、en Electric Energy</p><p>　　LI De-chen 1，LIAN Wei2</p><p>　?。?. Shenyang XihaoLong Foundry Materials Co Ltd.，Shenyang 110021,China;</p><p>　　2. School of Mechanical and Electronic E

3、ngineering，Xi'an Technological University，Xi'an 710032,China;)</p><p>　　風(fēng)力發(fā)電的鑄件包括葉片輪轂、齒輪箱、夾緊法蘭和軸承座等，重量有的8-9t、3-4t，小的200-300kg，壁厚90~150mm，材質(zhì)為QT400—18AL。本文根據(jù)工廠的生產(chǎn)實(shí)況，對(duì)夾緊法蘭和軸承座生產(chǎn)工藝作簡要介紹。</p><p

4、>　　1．化學(xué)成分及球化處理</p><p>　　設(shè)計(jì)化學(xué)成分的原則是高碳、中硅、低錳、低磷和低硫，在力學(xué)性能達(dá)到的情況下，盡量不加入其它合金，爐料中帶來的合金元素（在這里應(yīng)看做雜質(zhì)）之總量越低越好。</p><p>　　鑄件重量大，壁厚，選用釔基重稀土球化劑。爐料中首選低磷、低硫、低錳的Q10或Q12生鐵，廢鋼為優(yōu)質(zhì)A3或槽鋼、工字鋼等，表1是化學(xué)成分的控制范圍。</p>

5、;<p>　　表1 對(duì)化學(xué)成分的基本要求 wt（%）</p><p>　　正常配料為：生鐵Q10（C14.2 Si0.94）58%，廢鋼（C0.25 Si0.4）22%，回爐料（C3.5 Si2.1）20%,當(dāng)溫度達(dá)到1450℃~1460℃時(shí)，爐前用快速分析儀測(cè)定CE、C和Si，并根據(jù)實(shí)測(cè)情況加以調(diào)整。出爐溫度≥1480℃~1510℃，球化處理：釔基重稀土球化劑，用量1.5%。一次孕育處理為7

6、5Si-Fe 0.5%~0.6%，在孕育劑上蓋干凈鐵屑、覆蓋劑和鐵板，適當(dāng)緊實(shí)。</p><p>　　當(dāng)包內(nèi)金屬液達(dá)到容量的1/2時(shí)，進(jìn)行二次孕育：Si-Ca-Ba0.2%，SiC0.2%，Y2重烯土孕育劑0.2%和增碳劑0.1%，隨金屬流沖入包內(nèi)，粒度3~5mm。</p><p>　　三次孕育是用重稀土孕育劑Y4 0.2%，Si-Fe 0.1%，澆注時(shí)在澆口池隨流孕育，粒度1.0mm。&

7、lt;/p><p>　　為了更好地球化處理和增加石墨核心，在球化前做預(yù)處理，金屬液首先在澆包的另一側(cè)沖入預(yù)先置入的Si-Ba合金（0.2%~0.3%）和小蘇打粉（0.3%）。這對(duì)球化處理效果和鑄件性能的提高大有裨益，處理過程如圖1所示。</p><p>　　圖1.鐵液的予處理及球化孕育工藝</p><p>　　澆包為細(xì)高狀，H/D≥1.3。包壁用耐火磚砌筑。用前烘烤至4

8、00℃。</p><p>　　采用低溫快速澆注。澆注溫度1290℃~1310℃。澆注為大流量，15~45 kg/s。大件取上限，小件取下限。依此或依件的重量設(shè)澆注系統(tǒng)。t=K為澆注時(shí)間（s），G為鑄件加冒口的重量（kg），k為系數(shù)，取1.2~1.4。澆后保溫48~100h，根據(jù)鑄件大小而定。</p><p><b>　　2．鑄造工藝設(shè)計(jì)</b></p>

9、<p><b>　　1.軸承座（圖2）</b></p><p>　　形狀為扇形。縮尺1%，底面加工余量為12mm，頂面為20mm。件重260kg，澆注金屬液360kg。二開箱，鑄件在下箱（圖3）。砂芯三面支承，5個(gè)小芯與整個(gè)大芯聯(lián)成一體而懸空。內(nèi)澆口設(shè)在扇形較小的一側(cè)，4個(gè)內(nèi)澆口寬且薄，80mm×18mm,長≤30mm，橫澆道高60mm，寬50mm，起側(cè)冒口作用。直澆道Φ

10、60mm。澆注系統(tǒng) 半開半閉 。頂面設(shè)2個(gè)壓邊冒口，長寬高為180mm×100mm×230mm、縫隙12~15mm。鑄型外圍和內(nèi)澆口下置數(shù)塊大型冷鐵。5個(gè)孔芯為鉻鐵礦砂。外澆口容量＞30kg，用石墨棒堵住直澆道，待池內(nèi)有2/3</p><p>　　金屬液時(shí)，將堵塞打開。壓箱重＞1.5t。</p><p>　　2.夾緊法蘭（圖4）</p><p>

11、　　此件屬大型環(huán)類，件重2700kg，澆注金屬液4000kg，鑄件全部在下箱，底面加工余量15mm，頂面25~28mm，縮尺1%，外周用刮板刮出，內(nèi)型用木型或塑料做出。澆注系統(tǒng)設(shè)在內(nèi)圓的砂芯中（圖5），內(nèi)圓由6塊砂芯組成。直澆道為陶管，內(nèi)徑Φ80mm~Φ85mm，橫澆道高70mm，寬55mm，呈圓孤狀，走向與內(nèi)圓圓周平行。</p><p>　　圖4.夾緊法蘭結(jié)構(gòu)

12、 </p><p><b>　　圖5.夾緊法蘭工藝</b></p><p>　　內(nèi)澆口方向垂直于內(nèi)圓圓周，不切入。形狀寬（80mm）?。?8mm）短（≤30mm）。整個(gè)澆注系統(tǒng)為半開半閉式。內(nèi)外圓周的砂型、砂芯側(cè)面和底面設(shè)多塊冷鐵。上箱分布6個(gè)壓邊冒口，長寬高為250mm×120mm×250mm。壓邊縫隙12~15mm，

13、外澆口池容量約500kg，用石墨棒塞堵住直澆道，待池內(nèi)有約2/3金屬液時(shí)，提起堵塞。壓箱重約10t。試塊附鑄在鑄件旁，隨鑄件一起處理。</p><p><b>　　3.熱處理</b></p><p>　　采用兩階段退火。高溫階段消除滲碳體和三元磷共晶；低溫階段使珠光體分解得到全鐵素體。其規(guī)范如下：950℃保溫4h，爐內(nèi)緩冷（<50℃/h）至720℃，爐內(nèi)保溫4~

14、6h，爐內(nèi)緩冷至600℃。出爐空冷。</p><p><b>　　4.檢測(cè)結(jié)果</b></p><p>　　1.化學(xué)成分，wt/%（多件多爐次平均值）</p><p>　　CE C SiMn P SMg殘 Re殘</p><p>　　4.223.522.100.260.

15、0230.024 0.041 0.027</p><p><b>　　2.力學(xué)性能</b></p><p>　　件厚90~150mm（附鑄試塊）</p><p>　　Rm/MPa RP0.2/MPa A(%)αkv-20℃/JHB鐵素體球化率</p><p>　　395 263

16、 20 14 143 100% >85%</p><p>　　(370) (240) (15) (12) (130-180)</p><p>　　括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為用戶要求數(shù)值。</p><p>　　注：若Rm<370MPa,可加入0.7%的Ni。</p><p>　　作者