风机用球墨铸铁材料、风机用球墨铸铁的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种风机用球墨铸铁材料、风机用球墨铸铁的制备方法及应用，属于风电机组领域，风机用球墨铸铁材料各元素成分的质量百分比为：碳3.5％～3.9％，锰≤0.2％，硅≤2.3％，磷≤0.003％，硫≤0.025％，镍≤1.7％，锑≤0.005％，镁

【技术实现步骤摘要】
风机用球墨铸铁材料、风机用球墨铸铁的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及风电机组领域，特别是涉及一种风机用球墨铸铁材料、风 机用球墨铸铁的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着风电市场的逐年扩大，技术水平不断提高，单台风机的发电量也 在持续增加。因此以铸铁为材料的风电部件也在向更大尺寸，更大吨位方 向发展。
[0003]在主流风机设计中，大部分铸件采用球墨铸铁进行加工铸造。如轮毂、 轴承座、机座等部件。这些部件除了需满足铸件产品的低温韧性，即对低 温下冲击功的一定要求外，在保证风机铸件整体性能的同时，还需要进一 步提升金属材质性能，已满足大兆瓦风机的设计要求。这样做不仅可以降 低整体设计结构的复杂性，而且可以降低总体设计成本。
[0004]国标GB1348-2009文件中对球墨铸铁QT400-18AL的性能及冲击功做了 相应的要求，但对于现在快速发展的大兆瓦级风机而言，屈服强度、抗拉 强度以及冲击功等参数的设计已经很难达到风机行业发展的要求，因此， 随着风机技术的不断发展和进步，也需要对原有的QT400-18AL材质进行新 的技术改良，使其在不同环境下，能够满足结构复杂，体积庞大的铸件产 品的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种风机用球墨铸铁材料、风机用球 墨铸铁的制备方法及应用。本专利技术的球墨铸铁是一种优化型QT400-18AL球 墨铸铁，该球墨铸铁材料保证在大断面、高吨位、超低温(-40℃)环境下， 仍保持球墨铸铁的高强度高韧性的优良特性。此球墨铸铁的制备方法工艺 操作简单，成本低廉，是一种风电产品所使用的大断面高强度高韧性球墨 铸铁QT400-18AL的制备方案，能有效的解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种风机用球墨铸铁材料，各元素 成分的质量百分比为：碳3.5％～3.9％，锰≤0.2％，硅≤2.3％，磷≤0.003％， 硫≤0.025％，镍≤1.7％，锑≤0.005％，镁
残
≤0.05％，RE
残
≤0.03％，及余 量的铁和制备过程中产生的杂质。
[0007]优选地，风机用球墨铸铁材料各元素成分的质量百分比为：碳3.85％， 锰0.19％，硅2.03％，磷0.003％，硫0.022％，镁
残
0.03％，镍1.65％，锑 0.002％，RE
残
0.03％，及余量的铁和制备过程中产生的杂质。
[0008]另一方面，提供一种风机用球墨铸铁的制备方法，包括如下步骤：
[0009]1)按照如下配方准备球墨铸铁材料：碳3.5％～3.9％，锰≤0.2％，硅 ≤2.3％，磷≤0.003％，硫≤0.025％，镍≤1.7％，锑≤0.005％，镁≤0.05％， RE≤0.03％，及余量的铁；
[0010]2)将上述材料熔炼，控制出铁水温度为1420～1450℃。之后球化处理， 球化剂(FeSiMg8RE3)的加入量1.0～1.2％，球化温度为1420～1450℃；
[0011]3)浇注结束后在砂型中缓慢冷却到350～400℃从铸型中清出，制得球 墨铸铁。
[0012]进一步地，所述步骤1)中，的球墨铸铁材料材料组成为碳3.85％，锰 0.19％，硅2.03％，磷0.003％，硫0.022％，镁
残
0.03％，镍1.65％，锑0.002％， RE
残
0.03％，及余量的铁。
[0013]进一步地，所述步骤3)中制得的球墨铸铁抗低温达到-40℃。
[0014]进一步地，所述步骤3)中制得的球墨铸铁的辅助试块性能为：抗拉强 度≥400Mpa，屈服强度≥250Mpa，延伸率≥10％，低温冲击韧性(-40℃) ≥10J。
[0015]再一方面，提供一种所述的制备方法所制球墨铸铁的应用，用于制得 大兆瓦风电机组轴承座、轮毂或主机架。
[0016]采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：
[0017](1)与现有技术相比，本专利技术所得到的球墨铸铁，精确了各个组分的 比例含量，从而使QT400-18AL球墨铸铁在超低温环境下各项性能得以提高。 本专利技术的球墨铸铁是一种优化型QT400-18AL球墨铸铁，通过改变球墨铸铁 组合物的百分比含量，增强材质的适用性，使该球墨铸铁材料保证在大断 面、高吨位、超低温(-40℃)环境下，仍保持球墨铸铁的高强度高韧性的 优良特性。此球墨铸铁的制备方法工艺操作简单，成本低廉，能有效的解 决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0018](2)本专利技术的球墨铸铁可用于大兆瓦级风机，能满足低温环境下对球 墨铸件的性能需求。与现有技术相比，抗低温性能优良，更适用于大兆瓦， 大吨位，大截面结构铸件，是一种风电产品所使用的大断面高强度高韧性 球墨铸铁QT400-18AL。本专利技术的球墨铸铁解决了-40℃低温环境下，球墨铸 铁的抗低温性差的问题。可使风电产品铸件结构更加简单，实用，减少材 料成本。
具体实施方式
[0019]下面将更详细地描述本专利技术的示例性实施例。本专利技术提供这些实施例 是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给 本领域技术人员，而不应被这里阐述的实施例所限制。
[0020]本专利技术提供一种风机用球墨铸铁材料的实施例，各元素成分的质量百 分比为：碳3.5％～3.9％，锰≤0.2％，硅≤2.3％，磷≤0.003％，硫≤0.025％， 镍≤1.7％，锑≤0.005％，镁
残
≤0.05％，RE
残
≤0.03％，及余量的铁和制备 过程中产生的杂质。
[0021]本专利技术的球墨铸铁材料具有以下增益效果，如表1所示：
[0022]表1 本专利技术的球墨铸铁材料的性能
[0023][0024]本专利技术的球墨铸件本体取样性能可达到附铸试样性能的85％。
[0025]本专利技术的球墨铸铁可作为大兆瓦风机中的球墨铸铁件——轴承座、轮 毂、主机架。
[0026]本专利技术的实施例可以为：
[0027]实施例1
[0028]主要以生铁为材料，球墨铸铁材料的元素组份：碳3.85％，锰0.19％， 硅2.03％，磷0.003％，硫0.022％，镍1.65％，锑0.002％，镁0.03％，RE 0.03％，剩余的是铁及制备过程中产生的杂质。
[0029]按照上述配方准备球墨铸铁材料。首先熔炼，控制出铁水温度为 1420-1450℃。之后球化处理，球化剂(FeSiMg8RE3)的加入量1.0-1.2％， 球化温度为1420-1450℃。
[0030]浇注结束后在砂型中缓慢冷却到350-400℃从铸型中清出。
[0031]实施例2
[0032]主要以生铁为材料，球墨铸铁材料的元素组份：碳3.85％，锰0.19％， 硅2.03％，磷0.003％，硫0.022％，镍1.20％，锑0.005％，镁0.03％，RE 0.03％，剩余的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机用球墨铸铁材料，其特征在于，各元素成分的质量百分比为：碳3.5％～3.9％，锰≤0.2％，硅≤2.3％，磷≤0.003％，硫≤0.025％，镍≤1.7％，锑≤0.005％，镁
残
≤0.05％，RE
残
≤0.03％，及余量的铁和制备过程中产生的杂质。2.根据权利要求1所述的风机用球墨铸铁材料，其特征在于，各元素成分的质量百分比为：碳3.85％，锰0.19％，硅2.03％，磷0.003％，硫0.022％，镍1.65％，锑0.002％，镁
残
0.03％，RE
残
0.03％及余量的铁和制备过程中产生的杂质。3.一种风机用球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)按照如下配方准备球墨铸铁材料：碳3.5％～3.9％，锰≤0.2％，硅≤2.3％，磷≤0.003％，硫≤0.025％，镍≤1.7％，锑≤0.005％，镁≤0.05％，RE≤0.03％，及余量的铁；2)将上述材料熔炼，控制出铁水温度为1420～1450℃。之后球化处理，球化剂的加入量1.0～1.2％，...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁凌，潘磊，沈坤，李英昌，员一泽，刘敬波，刘海涛，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：