一种2.8MW风电轮毂的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种2.8MW风电轮毂的制造方法，包括如下步骤：步骤(1)、放砂；步骤(2)、铸件凸台位置放置合适冷铁及选择合适出气口面积；步骤(3)、熔炼；步骤(4)、球化孕育；步骤(5)、浇注。本发明专利技术制备方法简单，操作简便，效率高，不需要采用过滤网、冒口，仅采用少许的冷铁。铸件内部组织致密，超声波探伤与磁粉探伤符合要求，铸件表面光洁，打磨工作量小，整个铸件组织比较均衡，差异小，铸件整体力学性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种2.8MW风电轮毂的制造方法
本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种2.8MW风电轮毂的制造方法,通过优化浇冒口系统、合金元素控制及球化孕育过程控制，充分利用球墨铸铁的石墨化膨胀，确保生产的铸件组织及性能优异。
技术介绍
风电轮毂是风力发电设备重要核心部件，它是连接叶片与主轴的零件，其作用是承受风力作用在叶片上的推力、扭矩、弯矩及陀螺力矩,然后将风轮的力和力矩传递到机构中。风电机组多建于沿海或沙漠等地，常年在高空运行，通常要在-20℃甚至-40℃低温下工作，工作时风速变化大。由于风电铸件运行环境恶劣，因此，对铸件质量性能指标要求较高。风电轮毂属于厚大断面铁素体基球墨铸铁件，由于断面过大，冷却速度缓慢，凝固时间长，往往在厚大断面中心或热节处易出现石墨畸变、球化衰退、碎块状石墨、反白口等缺陷，导致力学性能下降，另外风力发电轮毂需要100％超声波探伤及表面磁粉检查，主轴及叶片面等高应力关键区域达到2级。生产风电轮毂球铁的技术难点有：(1)如何解决铸件的内部缩松(2)如何解决铁水中氧化渣，避免铸件中夹杂物，获得良好的铸件(3)如何保证厚大断面保证获得良好的球化率,避免异性石墨，铸态下获得大于90％铁素体基体组织，保证足够的强度及低温冲击韧性为解决以上难点，大部分厂家采取过滤网及放置大量冷铁和冒口，以解决夹渣、缩松及组织问题，不但增加了生产成本和打磨工作量，还会带来其他的问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种2.8MW风电轮毂的制造方法，解决了厚大断面风电轮毂的组织疏松，石墨畸变和氧化夹渣等问题，提高铸件的性能。技术方案：一种2.8MW风电轮毂的制造方法，包括如下步骤：步骤(1)、放砂：放砂时震实和捣实，控制砂型抗拉强度，树脂砂固化后的砂型抗拉强度≥1.2Mpa；步骤(2)、铸件凸台位置放置合适冷铁及选择合适出气口面积：铸件凸台部位放置冷铁，冷铁厚度为凸台厚度的0.5-1倍，放置出气面积是直浇口的>1.5倍；步骤(3)、熔炼：采用高纯的生铁及废钢熔炼，控制微量杂质元素总和低于0.15％；步骤(4)、球化孕育：球化包中依次加入0.8-1.0％的球化剂、0.3-0.6％的覆盖用孕育剂,球化时加入30-80ppm的Sb；球化后静置5-10分钟再打渣；经球化处理后铁水中C：3.65-3.75％，Si：2.0-2.20％，Mn<0.20％，P<0.025％，S：0.008-0.012％，Mg:0.035-0.045％；步骤(5)、浇注：控制浇注温度为1330℃-1370℃，浇注时随流孕育；控制内浇口流速，整个浇注过程控制内浇口速度＜50cm/s。有益效果：本专利技术操作简便，成本低，效率高，不需要采用过滤网、冒口，仅采用少许的冷铁。铸件表面光洁，打磨工作量小，整个铸件组织比较均衡，差异小，力学性能优异。附图说明图1是本专利技术中的附注试块金相组织示意图；图2是本专利技术中的铸件本体金相组织示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施例一一种2.8MW风电轮毂的制造方法，包括如下步骤：步骤(1)、放砂时震实和捣实，树脂砂固化后的砂型抗拉强度实际测量为1.3MPa；步骤(1)、铸件凸台部位放置冷铁，凸台处的厚度60-90mm，实际放置冷铁厚度60mm，直浇口采用φ80的直浇口，实际出气口放置6个φ50出气口；步骤(3)、采用高纯的生铁及废钢，控制微量杂质元素总和低于0.15％；步骤(4)、球化孕育：球化包中依次加入0.90％的球化剂、0.35％的覆盖用孕育剂,球化时加入35ppm的Sb；球化后静置6分钟再打渣。经球化处理后铁水中C：3.72％，Si：2.09％，Mn：0.15％，P：0.020％，S：0.008％，Mg：0.037％；步骤(5)、控制浇注温度为1340℃，浇注时随流孕育；整个浇注过程实际充型时间203s，浇注过程内浇口平均速度31cm/s。具体实施例二一种2.8MW风电轮毂的制造方法，包括如下步骤：步骤(1)、放砂时震实和捣实，树脂砂固化后的砂型抗拉强度实际测量为1.2MPa；步骤(1)、铸件凸台部位放置冷铁，凸台处的厚度60-80mm，实际放置冷铁厚度60mm，直浇口采用φ80的直浇口，实际出气口放置5个φ50出气口；步骤(3)、采用高纯的生铁及废钢，控制微量杂质元素总和低于0.15％；步骤(4)、球化孕育：球化包中依次加入0.85％的球化剂、0.45％的覆盖用孕育剂,球化时加入40ppm的Sb；球化后静置8分钟再打渣。经球化处理后铁水中C：3.69％，Si：2.10％，Mn：0.13％，P：0.021％，S：0.009％，Mg：0.039％；步骤(5)、控制浇注温度为1345℃，浇注时随流孕育；整个浇注过程实际充型时间220s，浇注过程内浇口平均速度29cm/s。具体实施例三一种2.8MW风电轮毂的制造方法，包括如下步骤：步骤(1)、放砂时震实和捣实，树脂砂固化后的砂型抗拉强度实际测量为1.4MPa；步骤(1)、铸件凸台部位放置冷铁，凸台处的厚度60-80mm，实际放置冷铁厚度60mm，直浇口采用φ80的直浇口，实际出气口放置5个φ50出气口；步骤(3)、采用高纯的生铁及废钢，控制微量杂质元素总和低于0.15％；步骤(4)、球化孕育：球化包中依次加入0.90％的球化剂、0.40％的覆盖用孕育剂,球化时加入45ppm的Sb；球化后静置8分钟再打渣。经球化处理后铁水中C：3.75％，Si：2.05％，Mn：0.14％，P：0.022％，S：0.010％，Mg：0.040％；步骤(5)、控制浇注温度为1360℃，浇注时随流孕育；整个浇注过程实际充型时间210s，浇注过程内浇口平均速度30cm/s。本专利技术中附注试块尺寸采用是150*150*170的非标试块，机械性能如下：抗拉强度378MPa，屈服强度246MPa，延伸率22％，-30℃的V型缺口冲击14.5J。其金相组织示意图如图1所示：珠光体＜5％，球化率﹥90％，石墨球大小5-6级。本专利技术中的铸件主轴法兰本体机械性能如下：抗拉强度365MPa，屈服强度237MPa，延伸率16％，-30℃的V型缺口冲击12J。本体金相组织示意如图2所示：珠光体＜5％，球化率﹥90％，石墨球大小5-6级，-30℃冲击12J。本专利技术制备方法简单，操作简便，效率高，不需要采用过滤网、冒口，仅采用少许的冷铁。铸件内部组织致密，超声波探伤与磁粉探伤符合要求，铸件表面光洁，打磨工作量小，整个铸件组织比较均衡，差异小，铸件整体力学性能优异。本专利技术不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利技术的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本专利技术的保护范围之内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2.8MW风电轮毂的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤(1)、放砂：放砂时震实和捣实，控制砂型抗拉强度，树脂砂固化后的砂型抗拉强度≥1.2Mpa；/n步骤(2)、铸件凸台位置放置合适冷铁及选择合适出气口面积：铸件凸台部位放置冷铁，冷铁厚度为凸台厚度的0.5-1倍，放置出气面积是直浇口的>1.5倍；/n步骤(3)、熔炼：采用高纯的生铁及废钢熔炼，控制微量杂质元素总和低于0.15％；/n步骤(4)、球化孕育：球化包中依次加入0.8-1.0％的球化剂、0.3-0.6％的覆盖用孕育剂,球化时加入30-80ppm的Sb；球化后静置5-10分钟再打渣；经球化处理后铁水中C：3.65-3.75％，Si：2.0-2.20％，Mn<0.20％，P<0.025％，S：0.008-0.012％，Mg:0.035-0.045％；/n步骤(5)、浇注：控制浇注温度为1330℃-1370℃，浇注时随流孕育；控制内浇口流速，整个浇注过程控制内浇口速度＜50cm/s。/n

【技术特征摘要】
1.一种2.8MW风电轮毂的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤(1)、放砂：放砂时震实和捣实，控制砂型抗拉强度，树脂砂固化后的砂型抗拉强度≥1.2Mpa；
步骤(2)、铸件凸台位置放置合适冷铁及选择合适出气口面积：铸件凸台部位放置冷铁，冷铁厚度为凸台厚度的0.5-1倍，放置出气面积是直浇口的>1.5倍；
步骤(3)、熔炼：采用高纯的生铁及废钢熔炼，控制微量杂质元素总和低于0.15％；
步骤(4)、球化孕育：球化...

【专利技术属性】
技术研发人员：许玉松，周张松，
申请(专利权)人：江苏宏德特种部件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32