CN100464900C - 球墨铸铁件平稳充型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种球墨铸铁件平稳充型方法，包括放砂造型、通过浇道进行浇注，浇注时，采用慢浇注速度，对于小于100公斤的铸件，浇注时间为15～30秒，对于100～1000公斤之间的铸件，浇注时间为30～60秒，对于1000～4000公斤之间的铸件，浇注时间为60～180秒，对于大于4000公斤的铸件，浇注时间为180～480秒。本发明可实现平稳充型，使球墨铸件质量好。
Description
技术领域：
本发明涉及一种球墨铸铁件的充型方法。
背景技术：
随着全球经济和工业技术要求发展，较多工业设备都向大型化发展，铸件要求日益提高。电力在我国国民经济中一直占据着基础地位，随着煤炭、天然气、石油等矿产资源的贫乏及即将枯竭的状况，且以煤炭、天然气、石油、水利和核物质为原料或资源的传统电力开发造成大量的环境负担，如环境污染、酸雨、气候异常、放射性废物处理、石油泄漏等，在这种情况下，风电成为全球特别是中国的重要后续能源势在必行。风能资源无穷无尽，是可再生能源，而以风能为资源的电力开发对环境的影响则十分微小，具有显著的环境友好特性，是典型的清洁能源，在四级风区(每小时20~21.4公里)，一座750千瓦的风电机，就可使热电厂少排放1179吨的CO2，6.9吨的SO2和4.3吨的NO且可不用煤炭等。例如江苏如东风力发电场是第一个投产的国家特许项目，目前总共67台发电机组已经全部投产，其每年发电量大概在2.5亿千瓦时，减少煤炭消耗大概30万吨左右，同时它可以减少二氧化碳排放大概20万吨。
风力发电技术经过20多年的开发日臻成熟，商业化机组的单机最大容量已从55Kw增加到5000Kw，特别从2003年大功率风力发电机开发后，发达国家的风电装机容量发展非常迅速，美国、意大利和德国年增长更是高达50％以上。而国内风电发展还处于起步阶段，将会有长期的快速成发展。截至2005年年底，全国发电设备容量为51718.48万千瓦，同比增长16.91％。其中风电占总量0.2％，可见风电设备装机容量所占比例还相当低。
过去几年一般都是开发或投入小机组，单机只有几百千瓦，对风机的要求也不太高，每年可以对单机拉倒后进行大的维修，出现故障还可随时修理。但现在的单机容量已发展2000~5000Kw，一般都在100米高度以上，且风电场大多数建在荒滩、山地或海洋上，不可能随时放倒修理或每年大修一次，所以这些大型设备包括风机所用的球墨铸铁零部件要求连续25年不出故障、不维修。因此做大型风机的球墨铸铁零部件，在兼顾相应机械性能情况下，必须要求良好的低温冲击性能，且对铸件的内部缺陷要求较高，不能有任何影响使用的缺陷，如缩松、缩孔、夹渣、裂纹等，且不许焊补修理，铸件全身必须100％通过目测，磁粉探伤和超声波检测，除不允许有这些检测设备能检测到的以上较大缺陷外，要求不能有超声波设备能检测到的单个超过Φ3mm的孔类缺陷，加工后的加工表面光泽度根据用户要求不能超过比色板3个级别以上，所以要达到高要求的铸件，必须通过相应的工艺技术严格控制才能达到。这样高要求的铸铁件的应用日益广泛，特别是在重大装备的球墨铸铁件应用上，除大型风力发电机铸件外，如汽轮发电机铸件、大型核电站用铸件等。因此开发应用这一综合工艺技术有重要的社会经济效益。
这些高要求的大型球墨铸件现在一般都用树脂砂生产，潮模砂生产是不可能的，不适合大件生产。过去国内曾用烘模砂生产大型铸铁件，也由于劳动强度大、环境恶劣、铸件重量差等而被淘汰。而树脂砂是生产大型铸铁件的很好的选择，在国内外获得了广泛应用。树脂砂的特性是其配有粘结剂如树脂\固化剂等，在自然状态下固化后，铸型很硬，但是由于是由粘结剂偶联所形成，铸型较脆且一般为疏松状态；在浇注过程中由于型腔表层树脂被酌烧掉，表层强度很低，所以国内外的铸造工作者普遍认同树脂砂铸造应快速浇注以消除以上树脂砂的不良特性带来冲砂等不良后果。
中国机械工程学会铸造分会主编、机械工业出版社出版修订的第二版大型工具书《铸造手册》第四分册《造型材料》2003年9月第165页对树脂砂铸铁件(含球墨铸铁件)的浇注时间归纳推荐如下表：
故为了防止慢浇对树脂砂铸件引起冲砂、夹砂等缺陷，铸造厂都按上表推荐的浇注时间来设计浇注系统等，但对球墨铸铁件而言，这样建议的浇注速度与球墨铸铁件平稳充型是有矛盾的，快速浇注易形成湍流，而球墨铸铁的二次氧化渣生成倾向大，这样铸件内部缺陷难以避免，如不做无损探伤检测，内部缺陷根本看不出，对一般铸件而言或许可用，但对做风电产品等这一类高要求的铸件，每个铸件都都必须全身100％通过目测，磁粉检测和超声波检测，以检测内部的二次氧化夹渣及夹砂等内部缺陷。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种可实现平稳充型，使球墨铸件质量好的球墨铸铁件平稳充型方法。
本发明的技术解决方案是：
一种球墨铸铁件平稳充型方法，包括放砂造型、通过浇道进行浇注，其特征是：浇注时，采用慢浇注速度，对于小于100公斤的铸件，浇注时间为15～30秒，对于100～1000公斤之间的铸件，浇注时间为30～60秒，对于1000～4000公斤之间的铸件，浇注时间为60～180秒，对于大于4000公斤的铸件，浇注时间为180～480秒。
2吨重量的铸件，浇注时间为90秒。10吨重量的铸件，浇注时间为300～480秒。浇道采用陶瓷管形式，在浇道中设置过滤杂质的过滤装置。过滤装置是具有滤孔的陶瓷块。放砂造型时，将砂型进行振动，将造型振实。
本发明的浇注速度保证了球墨铸铁铁液在铸型中的充型过程平稳，冲刷作用小，进一步保证无砂子等冲进铸型，也确保无二次氧化物的形成。浇道采用陶瓷管形式可避免因裸露的砂型浇道经不起铁水长时间冲刷而引起的夹砂、夹渣缺陷。采用过滤装置，显著提高了球墨铸铁件的材质性能。放砂造型时，将砂型进行振动，将造型振实，提高了砂型的强度和硬度，使铸型耐冲刷性更好，加上充型速度的降低，大大减少了夹砂缺陷形成的可能性。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
附图是本发明一个实施例的浇道示图。
具体实施方式：
附图中有：1、直浇口，2、横浇道，3、内浇道，4、内浇口，5、铸件，6、过滤装置。
实施例1：
一种球墨铸铁件平稳充型方法，包括放砂造型、通过浇道进行浇注，浇注时，采用慢浇注速度，对于小于100公斤的铸件，浇注时间为15～30秒(例16、23、29秒)。浇道采用陶瓷管形式，在浇道中设置过滤杂质的过滤装置。过滤装置是具有滤孔的陶瓷块，将杂质滤除。放砂造型时，将砂型进行振动，将造型振实。
实施例2：
浇注时，采用慢浇注速度，对于100～1000公斤之间的铸件，浇注时间为30～60秒(例30、45、60秒)；对于1000～4000公斤之间的铸件，浇注时间为60～180秒；(例60、120、180秒)；对于大于4000公斤的铸件，浇注时间为180～480秒(例180、320、480秒)。
具体如：
2吨重量的铸件，浇注时间为90秒。10吨重量的铸件，浇注时间为300～480秒。
本发明生产的铸件100％通过目测，磁粉检测，超声波检测，无夹砂和二次氧化渣缺陷。
由于本发明的使用，显著的提高了球墨铸铁件的材质性能，以风力发电机铸件的低温冲击性能为例，使风电铸件的-40±2℃低温冲击性能超过了-20±2℃的低温冲击值，而-20℃的低温冲击性能则远超过标准规定的要求(见下表)，使其具有更广泛的使用空间。由表中测试的数据可见-40℃下的冲击值已经超过了-20℃的要求
(EN-GJS-400-18U-LT或GB1348-QT400-18L还没有相应的-40℃低温冲击性能要求或标准，如果制订标准-40℃下的冲击值数值必然会明显低于-20℃时的标准值)。
Claims (6)
1、一种球墨铸铁件平稳充型方法，包括放砂造型、通过浇道进行浇注，其特征是：浇注时，采用慢浇注速度，对于小于100公斤的铸件，浇注时间为15～30秒，对于100～1000公斤之间的铸件，浇注时间为30～60秒，对于1000～4000公斤之间的铸件，浇注时间为60～180秒，对于大于4000公斤的铸件，浇注时间为180～480秒。
2、根据权利要求1所述的球墨铸铁件平稳充型方法，其特征是：2吨重量的铸件，浇注时间为90秒。
3、根据权利要求1所述的球墨铸铁件平稳充型方法，其特征是：10吨重量的铸件，浇注时间为300～480秒。
4、根据权利要求1、2或3所述的球墨铸铁件平稳充型方法，其特征是：浇道采用陶瓷管形式，在浇道中设置过滤杂质的过滤装置。
5、根据权利要求4所述的球墨铸铁件平稳充型方法，其特征是：过滤装置是具有滤孔的陶瓷块。
6、根据权利要求1、2或3所述的球墨铸铁件平稳充型方法，其特征是：放砂造型时，将砂型进行振动，将造型振实。
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