大吨位厚大断面风电主机架的制备方法技术

提供一种大吨位厚大断面风电主机架的制备方法，属于铸造技术领域，通过对铸造工艺进行改进，调节C、Si的比例，出炉前铁水C控制在3.4wt.％～3.5wt.％，Si控制在3.15wt.％～3.50wt.％，且保证S必须≤0.025；浇注温度比一般的QT400

【技术实现步骤摘要】
大吨位厚大断面风电主机架的制备方法


[0001]本专利技术属于铸造
，具体涉及一种大吨位厚大断面风电主机架的制备方法。

技术介绍

[0002]风电等绿色电力行业高速发展，对风电铸件的要求也日益严苛，高强度、高韧性、轻量化等综合性能较好的铸件也受到市场的青睐。
[0003]QT500
‑
14铸铁件由于兼具高抗拉强度和高延伸率，开始被大量使用。传统生产的QT500
‑
14铸件，如图6所示的风电主机铸件，基体含有20
‑
40％的珠光体，其抗拉强度、硬度较高，但其延伸率较低，很难满足实际应用的要求且不利于加工。另一方面因为断面厚，温度场的温度梯度大，冷却速度相应缓慢，容易在热节处出现碎块状石墨、球化衰退、石墨粗大、孕育不良、缩松等缺陷，如图7所示。因此有必要提出改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题：提供一种大吨位厚大断面风电主机架的制备方法，解决大吨位厚大断面QT500
‑
14材料球化率差、机性不易合格、铸件容易产生缩孔缩松等问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案：
[0006]大吨位厚大断面风电主机架的制备方法，该方法适用于厚大断面风电产品，液重≥20T，壁厚≥100mm，且基体为铁素体，珠光体含量≤5％；具体包括以下步骤：
[0007]步骤1)：炉料及配比：40％
‑
43％高硅生铁、32％
‑
35％废钢、20％
>‑
30％回炉料、增碳剂、孕育剂；
[0008]步骤2)：化料：先加入30％的废钢，升温至1250℃
‑
1330℃，再加入增碳剂，继续升温至1450℃
‑
1520℃，加入全部高硅生铁和15％的回炉料，全部熔化后，后加入剩余的废钢及回炉料，对铁水成分进行检测，根据结果通过补加增碳剂调整C、Si比例，是铁液中各元素化学成分合格后升温至工艺要求温度后出炉；
[0009]步骤3)：温度控制：进行炉前化学取样时，温度保持在1450℃
±
10℃，出炉温度在1480℃
‑
1510℃，扒渣完测温，温度保持在1390℃
‑
1410℃，浇注温度为1375℃
‑
1385℃；
[0010]步骤4)：球化：采用冲入法进行球化处理，球化剂为Mg6Re3，粒度4
‑
32mm，放置在浇包底部球化坑内，球化剂使用量为铁水重量的1.3wt.％，球化温度在1440℃
‑
1490℃；
[0011]步骤5)：孕育：所用孕育剂为粒度≤10mm的75FeSi、粒度5
‑
15mm的硫氧孕育剂，分三次孕育，出铁水时，0.4％75FeSi孕育剂从炉子上的装置随铁水一块流入浇包内，第二部分为球化坑内的0.3％75FeSi孕育剂，出完铁水后，扒除浮渣，运到浇注现场，当铁水倒入浇口杯后，拉动放有第三部分孕育剂的漏斗，第三部分0.15wt.％的硫氧瞬时孕育剂与铁水融合，快速进行浇注；
[0012]步骤6)：浇注及补缩：扒渣、测温后，将浇包转运至交口杯附近，再次测温，工艺要求温度为1375℃
‑
1385℃，高于普通QT400
‑
18风电铸件,出铁液重比工艺要求多500kg，待充
型结束，冒口中铁水溢出后，进行补缩，立即把剩余的铁水再快速倒入浇口杯，浇注总时间控制在25分钟之内。
[0013]上述步骤1)中，所述增碳剂为粒度为1
‑
5mm集中度大于80％的增碳剂。
[0014]上述步骤2)中，所述各元素化学成分范围如下表所示：
[0015]CSiMnPSTi3.4
‑
3.52.25
‑
2.35≤0.3≤0.04≤0.025≤0.025。
[0016]本专利技术与现有技术相比的优点：
[0017]本方案通过对铸造工艺进行改进，调节C、Si的比例，出炉前铁水C控制在3.4wt.％～3.5wt.％，Si控制在3.15wt.％～3.50wt.％，且保证S必须≤0.025；浇注温度比一般的QT400
‑
18等风电件高10
‑
15℃，控制在1375
‑
1385℃之间，用漏斗进行瞬时孕育；在原有吨位的基础上多出500kg进行补缩，当充型结束后，立即把剩余的铁水再快速倒入浇口杯。使用该工艺方法生产的QT500
‑
14铸件其机械性能和超声波探伤等合格率达到96％，铸件的球化率达到90％以上，基体组织均匀，且铁素体含量≥
[0018]90％，延伸率较高，能有效避免容在热节处出现碎块状石墨、球化衰退、石墨粗大、孕育不良、缩松等缺陷。
附图说明
[0019]图1为本专利技术中Si含量与抗拉强度和伸长率的关系图；
[0020]图2为本专利技术中浇包装料示意图；
[0021]图3为本专利技术中球化坑区域放大图；
[0022]图4为本专利技术中瞬时孕育示意图；
[0023]图5为本专利技术中铸件的金相组织图；
[0024]图6为本专利技术
技术介绍
中风电主机架铸件毛坯图；
[0025]图7为本专利技术
技术介绍
中风电主机架铸件的表面缺陷图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0028]请参阅图1
‑
7，详述本专利技术的实施例。
[0029]大吨位厚大断面风电主机架的制备方法，该方法适用于厚大断面风电产品，液重≥20T，壁厚≥100mm，且基体为铁素体，珠光体含量≤5％；具体包括以下步骤：
[0030]步骤1)：炉料及配比：40％
‑
43％高硅生铁、32％
‑
35％废钢、20％
‑
30％回炉料、粒度为1
‑
5mm集中度大于80％的增碳剂、孕育剂；
[0031]步骤2)：化料：先加入30％的废钢，升温至1250℃
‑
1330℃，再加入增碳剂，继续升温至1450℃
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1520℃，加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大吨位厚大断面风电主机架的制备方法，其特征在于：该方法适用于厚大断面风电产品，液重≥20T，壁厚≥100mm，且基体为铁素体，珠光体含量≤5％；具体包括以下步骤：步骤1)：炉料及配比：40％
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43％高硅生铁、32％
‑
35％废钢、20％
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30％回炉料、增碳剂、孕育剂；步骤2)：化料：先加入30％的废钢，升温至1250℃
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1330℃，再加入增碳剂，继续升温至1450℃
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1520℃，加入全部高硅生铁和15％的回炉料，全部熔化后，再加入剩余的废钢及回炉料，对铁水成分进行检测，根据结果通过补加增碳剂调整C、Si比例，使铁液中各元素化学成分合格后升温至工艺要求温度后出炉；步骤3)：温度控制：进行炉前化学取样时，温度保持在1450℃
±
10℃，出炉温度在1480℃
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1510℃，扒渣完测温，温度保持在1390℃
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1410℃，浇注温度为1375℃
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1385℃；步骤4)：球化：采用冲入法进行球化处理，球化剂为Mg6Re3，粒度4
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32mm，放置在浇包底部球化坑内，球化剂使用量为铁水重量的1.3wt.％，球化温度在1440℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：焦凯，刘海，赵悦光，田逢甲，彭倩，杨广鹏，
申请(专利权)人：陕西柴油机重工有限公司，
类型：发明
国别省市：