本发明专利技术涉及３ＭＷ风电轮毂用低温球铁铸件的制备方法及添加剂、球化剂、孕育剂和瞬时孕育剂。所述低温球铁的元素组成为：Ｃ：３．６－３．９％；Ｓｉ：１．７－２．５％；Ｍｎ：０．１－０．３％；Ｐ＜０．０４５％；Ｓ＜０．０２％；Ｍｇ：０．０３－０．０６％；剩余的是微量杂质元素，所述低温球铁的制备方法包括以下步骤：（１）熔炼；（２）球化和孕育：球化剂组成为：Ａ型球化剂：Ｍｇ：５．５－６．５％，Ｓｉ：４４－４８％，Ｂａ：２－３％，Ｃａ：１－１．４％，其余为Ｆｅ；Ｂ型球化剂：Ｍｇ：６－７％，Ｓｉ：４２－４５％，Ｒｅ：１．０－１．５％，其余为Ｆｅ；球化过程中随流孕育，孕育剂组成为：Ｓｉ：７２－７６％；Ｃａ：１．５－２．５％；Ｂａ：８－１２％；Ａｌ＜０．１５％；其余为Ｆｅ；（３）浇注，浇注过程中随流瞬时孕育，瞬时孕育剂组成为：Ｓｉ：６８－７５％；Ｃａ：０．７５－１．２５％；Ｂｉ：１．５－２．５％；Ａｌ＜０．１５％；其余为Ｆｅ。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种3MW风电轮毂用低温球铁铸件的制备方法及其铸造用添加剂、球 化剂、孕育剂、瞬时孕育剂，属于金属铸造领域。
技术介绍
风能作为一种清洁能源和绿色能源，在欧、美国家已经被广泛应用，并且风力发电 技术也已经成熟。我国从04年开始大力发展风力发电技术，未来风电的主要发展方向是大 功率(3丽及以上机组)和海上风电。预计在2015年前将保持每年15%的增长速度。目前 大功率风电机组的制造存在如下问题1、低温球铁铸造厚大断面高韧部件，典型的是核乏燃料球铁容器、大功率风电机 组和一些矿山设备等，此类铸件工作条件十分恶劣，对铸件的韧性和低温性能要求极其严 格。随着风电设备向大功率的方向发展，单件重量从最初的几吨发展到如今的几十吨，最大 断面由最初的十几毫米发展到如今的几百毫米。此类铸件除了要保证附铸试块的基本低温 性能外，还必须保证铸件本体的低温性能和内部组织结构。例如3MW风力发电机的轮毂铸 件，重量约16T，最大壁厚约300mm，对球铁本体的低温性能和内部组织结构要求很高。2、对于球墨铸铁件要求低温冲击韧性，国外一般采用EN1563标准，材料为要 求-20°C冲击韧性的GJS-400-18U-LT和要求_40°C冲击韧性的GJS-350-22U-LT。国内采 用GB1348-2009材料标准，材料为_20°C冲击韧性的QT400-18AL和要求_40°C冲击韧性的 QT350-22AL。铸件本体试块组织球化级别不低于GB/T9441规定的4级，但由于风电铸件的 特殊性，要求本体套样试块组织球化级别不低于GB/T9441规定的3级，基体组织以铁素体 为主，珠光体量不超过5%，渗碳体不超过1 % ；要求本体套样试块性能不低于附铸试块性能 要求的80%。3、为达到铸件本体试块的强度、低温冲击性能和组织要求，国外一般采用加镍 (Ni) 0. 4 2 %生产此类低温球铁件，如丹麦和印度的厂商在生产大功率厚大断面球铁风 电铸件时加入镍(Ni)O. 4 2%。但目前镍价昂贵，且资源紧缺。4、为提高低温球铁铸件本体试块的冲击韧性和内部组织结构；国内一般采用热处 理的方式，但对于3MW风电轮毂铸件结构复杂、尺寸较大，热处理时易变形、能耗大、生产周 期长、成本高。5、国外厂商大都采用加拿大生铁和澳洲生铁，其微量元素和有害元素均比国内生 铁低很多，这在提高低温球铁铸件性能和组织结构方面，具有先天优势。6、还有一些厂商为提高铸件本体组织的石墨球化率，提高铁素体含量，采用强制 冷却的方法，如在铸型中通冷却水或压缩空气，或利用激冷冷铁。如国内某生产核乏燃料球 铁容器企业在铸型中通冷却水，可以加快冷却速度，提高本体组织的球化率和基体组织中 铁素体含量。但3MW风电轮毂铸件结构复杂，造型工艺复杂，因此不利于采用强制冷却的方 法，而且强制冷却的方法安全风险较大。由于铸件结构较大，利用冷铁进行激冷等方式的成本也较高。7、中国专利ZL200510022689. 9铸态无Ni低温球铁铸造大型高韧部件的方法，在 用于3MW风电轮毂时，发现在铸件厚大断面(200mm 300mm)区域的心部存在碎块状石墨， 球化率低于GB/T9441规定的3级，铸件厚大断面区域的本体套样试块性能达不到附铸试块 性能的80%。
技术实现思路
本专利技术提供一种;MW风电轮毂用低温球铁铸件的制备方法，在不用热处理、不添 加合金元素镍(Ni)、利用国内生铁、不采用强制冷却方式的条件下，使铸件本体套样试块性 能达到附铸试块性能的80%，且本体套样试块心部组织球化级别不低于GB/T9441规定的 3级，基体组织以铁素体为主，珠光体量不超过5%，渗碳体不超过1 %，厚大断面(200mm 300mm)区域心部无碎块状石墨存在。本专利技术还提供用于上述制备方法中的添加剂、球化剂、孕育剂和瞬时孕育剂。所述3丽风电轮毂用低温球铁铸件的制备方法为，所述低温球铁的元素组成为 C 3. 6-3. 9%;Si 1. 7-2. 5%;Μη :0· 1-0. 3%;Ρ < 0. 045%;S < 0. 02%;Mg :0· 03-0. 06%;剩 余的是Fe和制备过程中由原料携带进去的微量杂质元素；这些微量杂质元素都在0. 01 % 以下，且杂质总量不超过0. 1%，所述低温球铁的制备方法包括以下步骤(1)熔炼；(2)球化和孕育球化剂组成为A型球化剂=Mg 5. 5-6. 5%, Si =44-48%, Ba 2-3%, Ca:l-1.4%，其余为 Fe ；B 型球化剂=Mg 6~7 %, Si =42-45%, RE (即稀土元素) 1.0-1.5%，其中RE中重稀土元素钇的质量百分含量彡50%，其余为Fe ；添加方式为 (65% 75% ) A型球化剂+ (25% 35% ) B型球化剂；球化剂加入总量为-1. 3%;球化 过程中进行随流孕育，孕育剂组成为=Si :72-76%;Ca 1. 5-2. 5%;Ba :8-12%;Α1 <0. 15%； 其余为Fe ；孕育剂加入量为0. 4-0. 8% ；(3)在1300°C -1380°C将上述成分球铁液体混合物浇注到铸型中，浇注过程中采 用随流瞬时孕育方式，瞬时孕育剂组成为=Si 68-75% ；Ca 0. 75-1. 25% ；Bi 1. 5-2. 5% ； Al < 0. 15% ；其余为Fe ；瞬时孕育剂加入量为0. 1-0. 25%。球化剂的添加方式为先将25% 35% B型球化剂放在下部，然后用0. 0.15%的球铁屑覆盖，然后在其上添加65% 75% A型球化剂，然后用IOmm 12mm厚的 钢板覆盖。球化的方式优选为冲入式球化。作为优选方案，球化剂组成为A型球化剂Mg 6. 0-6. 5 %, Si 45 %, Ba 2. 3-2. 6 %, Ca 1. 3-1. 4 %,其余为 Fe ;B 型球化剂:Mg 6. 5-7 %, Si 44 %, RE(Y)1.4-1. 5%，其余为 Fe ；孕育剂组成为:Si 75% ；Ca 2. 5% ；Ba 8. 1% ；Al < 0. 15% ；其余 为 Fe ；瞬时孕育剂组成为=Si 69% ；Ca 1. 2% ；Bi 2. 4% ；Al < 0. 15% ；其余为 Fe。作为优选方案，将球化、孕育处理后的铁水浇注到铸型中，并采用空冷方式使其在 铸型中缓慢冷却到300 °C以下，从铸型中清理出来。一种低温球铁铸造用添加剂包括球化剂、孕育剂、瞬时孕育剂，所述球化剂组成 为=A 型球化剂=Mg 5. 5-6. 5%, Si =44-48%, Ba 2-3%, Ca :1_1. 4%，其余为 Fe ；B 型球 化剂Mg:6-7%，Si -.42-45%, RE :1. 0-1.5 %，其中RE中重稀土元素钇的质量百分含量彡50%，其余为Fe ;A型球化剂与B型球化剂的质量比为65 35 75 25 ；孕育剂组成 为=Si 72-76% ；Ca 1. 5-2. 5% ；Ba 8-12% ；Al < 0. 15% ；其余为 Fe ；瞬时孕育剂组成为 Si 68-75% ；Ca 0. 75-1. 25% ；Bi 1. 5-2. 5% ；Al本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种３ＭＷ风电轮毂用低温球铁铸件的制备方法，其特征在于，所述低温球铁的元素组成为：Ｃ：３．６－３．９％；Ｓｉ：１．７－２．５％；Ｍｎ：０．１－０．３％；Ｐ＜０．０４５％；Ｓ＜０．０２％；Ｍｇ：０．０３－０．０６％；剩余的是Ｆｅ和制备过程中由原料携带进去的微量杂质元素；这些微量杂质元素都在０．０１％以下，且杂质总量不超过０．１％，所述低温球铁的制备方法包括以下步骤： （１）熔炼； （２）球化和孕育：球化剂组成为：Ａ型球化剂：Ｍｇ：５．５－６．５％，Ｓｉ：４４－４８％，Ｂａ：２－３％，Ｃａ：１－１．４％，其余为Ｆｅ；Ｂ型球化剂：Ｍｇ：６－７％，Ｓｉ：４２－４５％，ＲＥ：１．０－１．５％，其中ＲＥ中重稀土元素钇的质量百分含量≥５０％，其余为Ｆｅ；添加方式为：（６５％～７５％）Ａ型球化剂＋（２５％～３５％）Ｂ型球化剂；球化剂加入总量为１％－１．３％；球化过程中进行随流孕育，孕育剂组成为：Ｓｉ：７２－７６％；Ｃａ：１．５－２．５％；Ｂａ：８－１２％；Ａｌ＜０．１５％；其余为Ｆｅ；孕育剂加入量为０．４－０．８％； （３）在１３００℃－１３８０℃将上述成分球铁液体混合物浇注到铸型中，浇注过程中采用随流瞬时孕育方式，瞬时孕育剂组成为：Ｓｉ：６８－７５％；Ｃａ：０．７５－１．２５％；Ｂｉ：１．５－２．５％；Ａｌ＜０．１５％；其余为Ｆｅ；瞬时孕育剂加入量为０．１－０．２５％。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：华永荦，陈柏林，王建宏，俞建平，陈玉芳，唐军，
申请(专利权)人：江苏吉鑫风能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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