本发明专利技术提供了一种低温球铁件及其制备方法，其中，球铁件的化学成分为：C：3.6～3.8wt％，Si：2.1～2.5wt％，Mn：0.1～0.2wt％，P≤0.02wt％，S≤0.02wt％，V：0.01～0.1wt％，Mg：0.035～0.05wt％，其余部分为铁以及制备过程中产生的杂质。本发明专利技术实施例的低温球铁件及其制备方法，通过对铁水进行预处理及钒合金化处理后使得低温球铁件在抗拉强度大于400Mpa、屈服强度大于260Mpa时，冲击功在温度为-20℃大于10J，实现了风机铸件的轻量化设计。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，其中，球铁件的化学成分为：C：3.6～3.8wt％，Si：2.1～2.5wt％，Mn：0.1～0.2wt％，P≤0.02wt％，S≤0.02wt％，V：0.01～0.1wt％，Mg：0.035～0.05wt％，其余部分为铁以及制备过程中产生的杂质。本专利技术实施例的，通过对铁水进行预处理及钒合金化处理后使得低温球铁件在抗拉强度大于400Mpa、屈服强度大于260Mpa时，冲击功在温度为-20℃大于10J，实现了风机铸件的轻量化设计。【专利说明】
本专利技术涉及一种铸件以及铸件的制备方法，尤其涉及一种低温球铁件及其制备方 法。
技术介绍
随着风电机组的大型化，机组用的主要零部件如轮毂、底座等也将更大、更重。这 些变化为生产制造、运输、装配等都带来了巨大的困难。因此零部件的轻量化设计是必然 趋势。为了实现轻量化，需要选用更高强度的球铁才能满足上述设计的需要，但是，目前风 电领域所用铸件的强度均无法达到减重的目标。经过理论分析可知，只有当抗拉强度大于 400Mpa、屈服强度大于260Mpa，同时冲击功在-20°C时大于10J，才能实现铸件的轻量化设 计。 目前兆瓦风电球铁件均采用球墨铸铁标准EN1563-2011中规定的 EN-GJS-400-18AL或EN-GJS-350-22RT，这两种材料在低温下有很好的综合性能，能够满 足风电机组的运行。为适应提高材料的低温使用安全性，又开发出了满足-30度和-40 度的EN-GJS-400-18AL材料，但这几种材料的强度均无法满足机组轻量化设计需要。目 前风电用铸件均采用EN-1563标准中GJS-400-18-AL或GJS-350-22U-LT，附铸尺寸为 70X 70X 170_时，材质为EN-GJS-400-18U-LT，则抗拉强度要求大于360Mpa，屈服强度要 求大于220Mpa，冲击值-20°C单个彡7J，三个平均彡IOJ ;材质为EN-GJS-350-22U-LT，则抗 拉强度要求320Mpa，冲击值-40°C单个多7J，三个平均多10J。现在对风电用球铁材料的研 宄集中在解决如何在保持现有强度的基础上，使冲击功在温度-30°C、-40°C和以下温度能 满足大于10J。但是，从研宄结果来看，提高强度的同时保证低温冲击功非常困难，这是一对 矛盾体，提高强度，必然会影响低温冲击功。由此可见，EN-1563标准中GJS-400-18-AL或 GJS-350-22U-LT仍然无法满足机组轻量化设计需要，无法实现在保证强度要求的基础上实 现风机铸件的轻量化设计。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种，实现风机铸件的轻 量化设计。 一种低温球铁件，其化学成分为：C :3· 6?3. 8wt%，Si :2. 1?2. 5wt%，Mn :0· 1? 0· 2wt%，P 彡 0· 02wt%，S 彡 0· 02wt%，V :0· 01 ?0· lwt%，Mg :0· 035 ?0· 05wt%，其余部 分为铁以及制备过程中产生的杂质。 一种上述低温球铁件的制备方法，包括： 熔炼工序：将生铁原材料熔炼为铁水； 增碳及加入钒合金工序：向所述铁水中加入增碳剂和钒合金，所述钒合金中 V的重量比大于90%，其余为碳，V的加入量相对于要制备的低温球铁件的重量比为 0. 01-0. lwt%，增碳剂中碳的重量比大于90wt%，硫的重量比小于0. 05wt% ; 球化及孕育处理工序：向所述铁水中加入球化剂和孕育剂，所述球化剂的加入量 相对于所述低温球铁件的重量比为1. 〇?I. 2wt%，其中，所述球化剂的成分以及各成分在 球化剂中的重量比为：Mg :6?7wt%，Re :2?3wt%，Si :40?50wt%，其余为铁；所述孕 育剂的加入量相对于所述低温球铁件的重量比为〇. 4?0. 6wt%，所述孕育剂的成分以及 各成分在所述孕育剂中的重量比为：Si :70?80wt%，其余为铁； 浇注工序：将所述铁水浇入铸型，冷却后获得球铁件。 本专利技术实施例的，通过在增碳的过程中同时加入上述特 定量的钒合金，从而抑制了石墨球的增长，提高了石墨球圆整度，使得基体强化，最终提高 了球铁件的强度，满足了风机铸件的轻量化设计的强度要求。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例的低温球铁件的制备方法的流程图。 【具体实施方式】 本专利技术实施例的低温球铁件，其成分中含有一定量的V，来改善其微观结构特性， 获得超高强度的低温型球铁，使之能够满足机组轻量化设计需要，实现风机铸件的轻量化 设计。在其制备方法中，通过对球化剂和孕育剂成分的调整，并在制备过程中加入特定配比 的钒合金，从而来获得满足上述条件的低温球铁件。在本专利技术实施例中，主要以重量百分比 (wt% )的形式来表不各化学成分的含量。 实施例一 本专利技术实施例的低温球铁件，其化学成分为：C :3. 6?3. 8wt%，Si :2. 1? 2. 5wt %，Mn :0· 1 ?(λ 2wt %，P 彡（λ 02wt %，S 彡（λ 02wt %，V :0· 01 ?(λ Iwt %，Mg :0· 035 ? 0. 05wt %，其余部分为铁以及制备过程中产生的杂质。 本专利技术实施例的低温球铁件，通过在其化学成分中加入了 0. 01?0. lwt%的V，钒 合金的加入促进了晶粒细化和基体固溶强化，使球铁件能够在抗拉强度大于400Mpa、屈服 强度大于260Mpa时，冲击功在温度为-20°C大于10J，满足了低温下的韧性要求，实现了风 机铸件的轻量化设计。 实施例二 下面介绍一下上述低温球铁件的制备方法，如图1所示，制备方法包括如下工序： 熔炼工序101 :将生铁原材料熔炼为铁水。具体地，可以将国产生铁（QlO)、回炉 料、废钢作为原材料，可以采用中频炉进行熔化处理，将原材料熔炼成铁水。 增碳及加入钒合金工序102 :向所述铁水加入增碳剂和钒合金，钒合金中V的 重量比大于90wt%，其余为碳，V的加入量相对于所述要制备的低温球铁件的重量比为 0. 01-0. lwt%，增碳剂中碳的重量比大于90wt%，硫的重量比小于0. 05wt%，加入如此配 比的增碳剂以及钒合金有助于提高材料强度。 在本实施例中，加入了含V的微量元素，V在基体中以化合物的形式固溶于铁素体 基体中可以起到固溶强化的作用，进一步地，V是反石墨化元素，可以抑制石墨球的增长，提 高石墨球圆整度，使得基体强化，起到细化晶粒的作用，可以提高材料的强度。 另外，本专利技术实施例所加入的上述特定比例和成分的钒合金，其具有极好的吸收 率，可以使珠光体含量小于I %，并且该合金的加入不会使材料的低温冲击功降低。 此外，在实际作业中，为了减少杂质的量，优选地，需要对熔炼后的铁水进行溶清， 对去除炉渣的铁水表面进行增碳处理并加入钒合金，同时加强搅拌，增加碳和合金的吸收。 铁水温度优选地控制在1400°C?1450°C。 球化及孕育处理工序103 :向所述铁水中加入球化剂和孕育剂，所述球化剂的加 入量相对于要制备的低温球铁件的重量比为I. 〇?I. 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温球铁件，其特征在于，其化学成分为：C：3.6～3.8wt％，Si：2.1～2.5wt％，Mn：0.1～0.2wt％，P≤0.02wt％，S≤0.02wt％，V：0.01～0.1wt％，Mg：0.035～0.05wt％，其余部分为铁以及制备过程中产生的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：万曙雄，俱英翠，郭拥军，周建军，陈佰林，王星，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，江苏吉鑫风能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65
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