CN101168785A

CN101168785A - -40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件方法

Info

Publication number: CN101168785A
Application number: CNA2007100227439A
Authority: CN
Inventors: 华永荦; 张惟德; 王建宏; 陈柏林; 唐军
Original assignee: JIANGYIN JIXIN MECHINE CO Ltd
Current assignee: JIANGYIN JIXIN MECHINE CO Ltd
Priority date: 2007-05-30
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2008-04-30

Abstract

本发明涉及一种－40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件——轮毂、底座的方法，它是以国产生铁为原料，经熔炼、球化、孕育处理制得低温铸态无Ni球铁，再经铸造得轮毂、底座，所述低温铸态无Ni球铁的成分配方是：C 3.6％～3.9％，Si 1.7％～2.5％，Mn 0.1％～0.3％，不加Ni，Mg的残余含量0.045％～0.07％，剩余的是铁和杂质，杂质中P＜0.04％，S＜0.02％；上述含量低温铸态无Ni球铁的成分是通过添加球化剂、孕育剂及采用二次孕育方法获得；球化后铸造工艺为：在1300℃～1380℃将球化后的液态混合物浇铸到铸型中，并使其在铸型中缓慢冷却到400℃以下，从铸型中清出。本发明可以使用比国外生铁质量差的国内生铁，在不加Ni的条件下达到－40℃冲击韧性要求，同时满足其它机械性能要求。

Description

-40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件方法

技术领域

本发明涉及一种低温球铁铸造工艺，尤其是涉及一种-40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件——轮毂、底座的方法。属金属铸造技术领域。

背景技术

低温球铁铸造高韧部件，典型的是大功率兆瓦级风力发电机(其功率达到1MW到5MW)，还可能包括其它矿山机械部件，工作条件恶劣，其主要关键部件轮毂、底座采用低温球墨铸铁铸造而成，球墨铸铁件要求低温冲击韧性，在工作条件更恶劣情况下，要求-40℃低温冲击韧性，国外一般采用EN-1563标准，材料为GJS-350-22U-LT，国内标准尚无要求-40℃时冲击韧性要求的低温球铁。

轮毂、底座其单件重7T-20T，冲击值-40℃单个≥7J，三个平均≥10J，极不易达到。

为达到低温(-40℃)冲击韧性要求和强度要求，国外一般采用加Ni0.5～2％生产低温球铁。如丹麦和印度在生产大功率风力发电机铸件时加入Ni 0.5～2％。

为达到低温冲击韧性和延伸率要求，国内采用退火方式，而对于结构复杂件，热处理易变型。而且退火处理上述重量和体积十分巨大的部件时需要巨大的设备投资，处理的工艺成本上升。

国外原材料特别是生铁质量好，一般采用加拿大生铁和澳大利亚生铁，其微量元素和有害元素比国内生铁低很多。镍为紧缺物资，价格昂贵。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可以使用比国外生铁质量差的国内生铁，在不加Ni的条件下达到-40℃冲击韧性要求，同时满足其它机械性能要求的-40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件——轮毂、底座的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种-40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件——轮毂、底座的方法，其特征在于：它是以国产生铁为原料，经熔炼、球化、孕育处理制得低温铸态无Ni球铁，再经铸造得轮毂、底座，其中国产生铁原料成份中S低于0.02％，熔炼温度在1400℃～1450℃，球化、孕育处理温度在1400℃～1450℃；

所述低温铸态无Ni球铁的成份配方是：C 3.6％～3.9％，Si 1.7％～2.5％，Mn 0.1％～0.3％，不加Ni，Mg的残余含量0.045％～0.07％，剩余的是铁和制备过程中产生的杂质，杂质中P＜0.04％，S＜0.02％；

上述含量低温铸态无Ni球铁的成份是通过添加球化剂、孕育剂及采用二次孕育方法获得，其中，球化剂的成份配方是：Re 1～2％、Mg7～9％、Si40～46％，其余为铁；孕育剂的成份配方是：Si70％-80％，其余为铁，球化剂和孕育剂的加量分别为1.0％～1.8％和0.5％～1.3％；

球化后铸造工艺为：在1300℃～1380℃将球化后的液态混合物浇铸到铸型中，并使其在铸型中缓慢冷却到400℃以下，从铸型中清出。

本发明不采用热处理，通过调控成份和球化处理工艺达到铸态材料要求；采用孕育剂和二次孕育方法，可以改善球化状态，使石墨球数增加，石墨球更圆整，使铸态本体球化率达到90％以上，铁素体达到95％以上；本发明可以使用比国外生铁质量差的国内生铁，不加Ni，即使在此条件下，产品质量也能稳定达到EN1563国际标准要求的GJS-400-180-LT对于薄壁小件在-40℃低温冲击韧性和其他机械性能。

具体实施方式

本发明涉及-40℃低温铸态无Ni球铁铸造大功率兆瓦级风电机组部件——轮毂、底座的方法。此类铸件壁厚＜40mm，铸件吨位在100Kg——1T之间，要求在-20℃下冲击值单个≥9J，三个平均≥12J。其铸造方法是：以国产生铁为原料，经熔炼、球化、孕育处理制得低温铸态无Ni球铁，再经铸造得轮毂、底座，其中国产生铁原料成份中S低于0.02％，熔炼温度在1400℃～1450℃，球化、孕育处理温度在1400℃～1450℃。所述低温铸态无Ni球铁的成份配方是：C 3.6％～3.9％，Si 1.7％～2.5％，Mn 0.1％～0.3％，不加Ni，Mg的残余含量0.045％～0.07％，剩余的是铁和制备过程中产生的杂质，P低于0.04％。上述含量低温铸态无Ni球铁的成份是通过添加球化剂、孕育剂及采用二次孕育方法获得，其中，球化剂的成份配方是：Re 1～2％、Mg7～9％、Si40～46％，其余为铁；孕育剂的成份配方是：Si70％-80％，其余为铁，球化剂和孕育剂的加量分别为1.0％～1.8％和0.5％～1.3％。球化后铸造工艺为：在1300℃～1380℃将球化后的液态混合物浇铸到铸型中，并使其在铸型中缓慢冷却到400℃以下，从铸型中清出铸件。所述缓慢冷却的速度最好是10～20℃/分钟。

Claims

1.一种-40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件——轮毂、底座的方法，其特征在于：它是以国产生铁为原料，经熔炼、球化、孕育处理制得低温铸态无Ni球铁，再经铸造得轮毂、底座，其中国产生铁原料成份中S低于0.02％，熔炼温度在1400℃～1450℃，球化、孕育处理温度在1400℃～1450℃；

所述低温铸态无Ni球铁的成份配方是：C 3.6％～3.9％，Si1.7％～2.5％，Mn 0.1％～0.3％，不加Ni，Mg的残余含量0.045％～0.07％，剩余的是铁和制备过程中产生的杂质，杂质中P＜0.04％，S＜0.02％；

上述含量低温铸态无Ni球铁的成份是通过添加球化剂、孕育剂及采用二次孕育方法获得，其中，球化剂的成份配方是：Re1～2％、Mg7～9％、Si40～46％，其余为铁；孕育剂的成份配方是：Si70％-80％，其余为铁，球化剂和孕育剂的加量分别为1.0％～1.8％和0.5％～1.3％；

球化后铸造工艺为：在1300℃～1380℃将球化后的液态混合物浇铸到铸型中，并使其在铸型中缓慢冷却到400℃以下，从铸型中清出铸件。

2.根据权利要求1所述的一种-40℃低温铸态无Ni球铁铸造兆瓦级风电机组部件——轮毂、底座的方法，其特征在于：所述铸型中缓慢冷却的速度为10～20℃/分钟。