一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法技术

本发明专利技术属于铸铁铸造领域，涉及一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法。本发明专利技术将传统一包铁水浇注改进为3

【技术实现步骤摘要】
一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法


[0001]本专利技术属于铸铁铸造领域，涉及一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，风力发电的发展十分迅速，我国风电机装机容量以每年100％的速度递增，风电设备国产化的装备能力越来越高，所以风电制造工艺方面也随着国内风电装备单机容量与风电场规模的扩大儿不断改进与完善，务必形成批量生产成熟的制造工艺，其中以主要大型零部件轮毂为甚。轮毂是连接叶片与主轴的重要部件，它承受了风力作用在叶片上的推力、转矩、弯矩和陀螺力矩。由于高强度球墨铸铁具有不可替代性，如铸造性能好、容易铸成、减振性能好、应力集中敏感性低等优势，风力发电机组中大量采用高强度球墨铸铁作为轮毂的材料。
[0003]但是目前球墨铸铁在制备过程中消耗大量能量以及各种原材料，制备的铸铁也存在明显缩松问题，并且目前的工艺制备需要严格控制原材料中有害元素P和S，大大增加了工业生产中的成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种节能减排、解决铸件缩松问题的用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法。
[0005]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法，所述方法包括如下步骤：将铸铁原料熔炼成铁水后，将铁水分别倒入3
‑
5个铁水包，在每个铁水包中加入球化剂，然后依次在球化剂表面覆盖孕育剂进行球化孕育处理，将所述铁水包中的铁水依次浇注在同一铸型中，浇注结束后进行保温处理得铸铁。
[0006]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，浇注过程中按照浇注顺序每个铁水包中铁水温度依次降低5
‑
15℃，其中第一个铁水包温度为1370
‑
1380℃。本专利技术第一股铁水进入型腔后，持续与常温的砂型接触，温差较大，铁水底注上升，从而导致铁水持续降温，提高首包铁水温度有利于保证首包铁水与第二包铁水充分结合，且可避免此位置和上平面产生冷隔。因为铁水持续向铸型传热和空气散热，随着铁水传给铸型的热量越多，铸型的温度越高，温差就越小，新进铁水与铸型的温差就越小，传的热量就越少，需要的铁水的能量就越小，所以本专利技术需要控制每个铁水包中铁水温度。
[0007]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，铁水包中铁水为总铁水质量的13
‑
39％。
[0008]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，球化剂添加量为每个铁水包中铁水质量的0.8
‑
0.9％，其中第一铁水包球化剂添加的质量百分比＜第二铁水包球化剂添加的质量百分比＝剩余铁水包球化剂添加的质量百分比。
[0009]作为优选，第一铁水包球化剂添加量为第一铁水包质量的0.8％，其余球化剂添加量占各自铁水包中铁水质量的0.9％。
[0010]本专利技术不仅减少了球化剂的添加量降低了成本，而且可以减少球化等待时间，从而使得烧损量减少，球化衰退倾向也大大减小；铁水包减小，故铁水反应更充分，球化效果更好。因为降低了球化剂使用量，同时也减少球化渣的产生，减少了除渣剂的使用量，降低了扒渣过程的劳动强度。
[0011]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，球化剂成分按照质量百分比计包括：3
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12wt％Mg、0.2
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2wt％Re、30
‑
45wt％Si、0.6
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2wt％Ca、0.2
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1wt％Ba、0
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1wt％Al、0
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0.5wt％Ti、0
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0.5wt％MgO。
[0012]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，球化剂表面覆盖的孕育剂总添加量为铁水质量的0.2
‑
0.35％。
[0013]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，浇注过程中随流加入铁水质量0.2％的孕育剂。
[0014]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，孕育剂粒径为0.2
‑
0.7mm，成分按照质量百分比计包括：60
‑
80wt％Si、0
‑
1wt％Al、1
‑
2wt％Ca、1
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2wt％Ba、0.1
‑
0.3wt％Bi。
[0015]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，铸铁各元素按质量百分比计为：3.80～3.95wt％C、1.19～1.39wt％Si、Mn≤0.20wt％、P≤0.050wt％、S≤0.015wt％、0.030～0.045wt％Mg、Re≤0.019wt％、Sb≤0.005wt％，0.20～0.40wt％Cu、0.10～0.60wt％Ni、0.020～0.080wt％Sn，余量为Fe。
[0016]在上述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法中，铸型壁厚为65
‑
360mm。本专利技术浇注过程中使用特殊浇口杯，尺寸为1300mm
×
400mm
×
1000mm(高)，铁水转换时应在浇口杯内剩余铁水距底部500mm
‑
700mm距离之间进行。铁水液面过低会导致浮渣流入铸件，浇包更换过程需要时间，不存在浇口杯内剩余铁水距底部液面超过700mm的问题。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1.本专利技术将传统一包铁水浇注改进为3
‑
5包不同铁水浇注，使得球墨铸铁整体趋于同时凝固，有效解决了铸铁缩松问题，而且节省了原料和能量。
[0019]2.本专利技术通过改进为3
‑
5包不同铁水浇注减少了球化剂的加入量，球化等待时间也相应减少，并且使得浇注过程中上平面浮渣也得到大幅度降低，也减少了除渣剂的使用，减少了扒渣劳动强度。
[0020]3.本专利技术因分包进行球化和孕育处理，球化、孕育效果良好，且球化、孕育后间隔浇注完成的时间更短(从常规一次浇注的12分钟减少至9分钟)，有害元素的成分百分比P由0.040％可放宽至0.050％，提升原成分含量的25％，S由0.01％可放宽至0.015％，提升原成分含量的50％，有害元素含量标准放宽意味可使用较高含量P\S原辅材料，对节省原材料成本有巨大好处，熔炼过程对电炉炉衬的碱度要求也会降低。
附图说明
[0021]图1为实施例1制备的铸铁金相图。
[0022]图2为实施例1制备的铸铁经腐蚀试验后的金相图。
[0023]图3为实施例2制备的铸铁金相图。
[0024]图4为实施例2制备的铸铁经腐蚀试验后的金相图。
[0025]图5为实施例3制备的铸铁金相图。
[0026]图6为实施例3制备的铸铁经腐蚀试验后的金相图。
[0027]图7为实施例4制备的铸铁金相图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将铸铁原料熔炼成铁水后，将铁水分别倒入3
‑
5个铁水包，在每个铁水包中加入球化剂，然后依次在球化剂表面覆盖孕育剂进行球化孕育处理，将所述铁水包中的铁水依次浇注在同一铸型中，浇注结束后进行保温处理得铸件。2.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法，其特征在于，浇注过程中按照浇注顺序每个铁水包中铁水温度依次降低5
‑
15℃，其中第一个铁水包温度为1370
‑
1380℃。3.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法，其特征在于，铁水包中铁水为总铁水质量的13
‑
39％。4.根据权利要求1所述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法，其特征在于，球化剂添加量为每个铁水包中铁水质量的0.8
‑
0.9％，其中第一铁水包球化剂添加的质量百分比＜第二铁水包球化剂添加的质量百分比＝剩余铁水包球化剂添加的质量百分比。5.根据权利要求1或4所述的一种用于风力发电机轮毂的球墨铸铁制备方法，其特征在于，球化剂成分按照质量百分比计包括：3
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12wt％Mg、0.2
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2wt％Re、30
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45wt％Si、0.6
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2wt％Ca、0.2
‑
1wt％Ba、0
‑
1wt％Al、...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟龙，王惠兵，奚巧琴，赵益锋，张建中，
申请(专利权)人：宁波日星铸业有限公司，
类型：发明
国别省市：