CN101618429A - 一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法 - Google Patents

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Abstract

一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，包括：模具制造；砂型制造；浇注成型。砂型制造时，将内浇道设为圆盘状且设在铸件型腔下端底面中央，采用底注式浇注系统，直浇口采用定量包拔塞浇注口，各个浇道的面积之比为：∑直∶∑横∶∑内∶∑过＝1∶5.0～6.0∶1.0～1.2∶8.0～13.0；浇注成型是指，铁液在出铁温度为1420℃～1500℃，爆镁时间为1.20m～5.00m，浇注温度控制在1280℃～1350℃，浇注时间为50s～130s的条件下进行浇注成型。采用以上方法后，能使大型铸件不易变形、不易产生缩孔、不易产生缩松、不易产生夹渣及成品率较高。

Description

一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法
技术领域
本发明涉及铸件的铸造方法，具体讲是一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法。
背景技术
随着科学技术的进步和工业发展的需要，大型铸件的应用越来越广范，需求也越来越大。最近申请人单位接受了风力发电机轮毂铸件的浇注任务，该铸件整体单重7吨，外形尺寸为2261mm×2559mm×1700mm，并提出了铸件内部不得有影响使用的缩孔、缩松、夹杂、气隙、裂纹等缺陷的内在质量要求。要完成此类铸件的浇注，浇注系统的设计尤为重要，如果采用传统的浇注系统，显然是无法达到要求的。这是因为传统的浇注系统设计通常是封闭式与开放式两种方式：封闭式浇注系统的直浇道、横浇道、内浇口的截面积逐渐变小，金属液流速快，湍流严重，容易冲刷铸型，造成卷气和夹杂缺陷；开放式浇注系统的直浇道、横浇道、内浇口的截面积是逐渐扩大，导致金属液充型时，在浇道内存在很大气隙，气体与金属液相互作用形成氧化膜，气体和氧化膜卷入金属液中，成为裂纹和缩松源，使铸件容易产生裂纹和缩松缺陷。因此，需要另辟蹊径，设计更加适合风力发电机轮毂铸件的浇注方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，且要满足铸件内不得有影响使用的缩孔、缩松、夹杂、气隙、裂纹等缺陷的内在质量要求。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，它包括以下步骤：1)模具制造；2)砂型制造；3)浇注成型，
所述的步骤2)砂型制造时，将内浇道设为圆盘状，将内浇道设在轮毂铸件型腔下端底面中央，采用底注式浇注系统，直浇道上端的直浇口采用定量包拔塞浇注口，以直浇道的截面积为基准各组元直浇道、横浇道、内浇道及过滤装置各截面积的比为：∑直∶∑横∶∑内∶∑过＝1∶5.0～6.0∶1.0～1.2∶8.0～13.0；将出气口设在最易出现浮渣的位置，出气口的总截面积大于内浇道的总截面积；将冒口设在铸件上顶面的最高点，冒口总高度大于450mm；将冷铁摆放在各个热节圆的下方；
所述的步骤3)浇注成型是指，铁液在出铁温度为1420℃～1500℃，爆镁时间为1.20m～5.00m，浇注温度控制在1280℃～1350℃，浇注时间为50s～130s的条件下进行浇注成型。
所述的铁液的化学成分为：碳C 3.5％～3.95％、硅Si1.5％～2.9％、锰Mn 0.07％～0.11％、硫S 0.003％～0.010％、稀土Re 0.01％～0.05％、镁Mg 0.02％～0.06％、锑Sb0.0012％～0.01％及碳当量为4.25～4.95。
所述的化学成分为：碳C 3.68％、硅Si 2.01％、锰Mn 0.118％、硫S 0.0071％、稀土Re0.029％、镁Mg 0.0463％、锑Sb0.0005％。
所述的碳当量为4.35。
所述的冒口为数量为4个，所述的内浇道与轮毂铸件型腔的连接处的内浇口为喇叭形，厚度为6mm～14mm。
所述的出铁温度为1485℃，爆镁时间为2.47m，浇注温度控制在1315℃，浇注时间为110s。
所述的直浇道包括第一直浇道和第二直浇道，所述的横浇道位于第一直浇道和第二直浇道之间并与两者相通，所述的圆盘状内浇道的圆盘中心与第二直浇道的下端相通。
所述的过滤装置为过滤泥芯。
采用以上技术方案后，本发明风力发电机轮毂铸件的铸造方法与现有技术相比，具有以下优点：
由于浇注位置、浇注系统、出气口位置、冒口位置、冷铁摆放位置及浇注成型的控制这些工艺参数均是针对风力发电机轮毂铸件的特点进行设计，浇注位置、浇注系统和出气口位置的设置有利于将渣和气排出铸件型腔，冒口位置的设置有利于铸件在冷却时补充收缩产生的缺失部分，冷铁摆放位置有利于防止产生缩松和缩孔，因此本发明能使大型铸件不易变形、不易产生缩孔、不易产生缩松、不易产生夹渣及成品率较高。
附图说明
图1是采用本发明风力发电机轮毂铸件的铸造方法的浇注装置的局部剖视结构示意图。
图2是采用本发明风力发电机轮毂铸件的铸造方法的浇注装置的纵向剖视结构示意图。
图3是图2的A部放大示意图。
图4是采用本发明风力发电机轮毂铸件的铸造方法的浇注装置的冷铁摆放示意图。
其中，1、直浇道；2、横浇道；3、内浇道；4、轮毂铸件型腔下端底面；5、第一直浇道；6、第二直浇道；7、过滤装置；8、出气口；9、冒口；10、冷铁。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图4所示，本发明所采用的技术方案为：
一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，它包括以下步骤：
1)模具制造，进行模具设计及分型面的确定，所述的模具采用多箱造型，模型采用东北红松为材料，模型底框采用厚方管焊接而成，且长度方向采用整根方管制成，主要是为了不使模具变形，提高模具整体的综合性能。在型板上铺设2层木板和1层厚度不少于20mm的胶合板；
2)砂型制造，将内浇道3设为圆盘状，将内浇道3设在轮毂铸件型腔下端底面4中央，浇注完成后卸去浇注装置，轮毂铸件型腔下端底面4中央为主轴承圆孔，所述的内浇道3与轮毂铸件型腔的连接处的内浇口为披缝浇口，厚度为10mm，这样有利于减弱高温铁液对砂型的冲刷，可防止出现冲砂缺陷，也有利于挡渣；根据大孔出流理论，球墨铸铁铸件宜采用底注式浇注系统，直浇道1上端的直浇口采用定量包拔塞浇注口，这样有利于铁液平稳的进入模具的型腔，也有利于渣和气的上浮减少浇铸缺陷，同时定量包还有利于控制浇注温度，使得浇注是在设定好的浇注温度下进行的；以直浇道1的截面积为基准各组元直浇道1、横浇道2、内浇道3及过滤装置7各截面积的比为：∑直∶∑横∶∑内∶∑过＝1∶5.47∶1.1∶11，直浇道1为内径110mm的陶瓷管；将出气口8设在最易出现浮渣的位置，出气口8的总截面积大于内浇道3的总截面积，这样有利于将铸件内的渣和气排出型腔；将冒口9设在铸件上顶面的最高点，冒口9总高度大于450mm，这样有利于铸件在铁液冷却收缩时可以补充因收缩而所至的缺少部分；将冷铁10摆放在各个热节圆(即壁厚和圆角的地方)的下方，目的是为了加快铸件热节圆处的冷却，可以防止铸件产生缩松和缩孔的缺陷；
3)浇注成型，将铁液的化学成分控制在：碳C 3.68％、硅Si 2.01％、锰Mn 0.118％、硫S 0.0071％、稀土Re 0.029％、镁Mg 0.0463％、锑Sb0.0005％，及碳当量为4.35，出铁温度为1485℃，爆镁时间为2.47m，浇注温度控制在1315℃，并将停止时间控制在16m内，浇注时间为110s的条件下进行浇注成型。

Claims (8)

1、一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，它包括以下步骤：1)模具制造；2)砂型制造；3)浇注成型，其特征在于：
所述的步骤2)砂型制造时，将内浇道(3)设为圆盘状，将内浇道(3)设在轮毂铸件型腔下端底面(4)中央，采用底注式浇注系统，直浇道(1)上端的直浇口采用定量包拔塞浇注口，以直浇道(1)的截面积为基准各组元直浇道(1)、横浇道(2)、内浇道(3)及过滤装置(7)各截面积的比为：∑直∶∑横∶∑内∶∑过＝1∶5.0～6.0∶1.0～1.2∶8.0～13.0；将出气口(8)设在最易出现浮渣的位置，出气口(8)的总截面积大于内浇道(3)的总截面积；将冒口(9)设在铸件上顶面的最高点，冒口(9)总高度大于450mm；将冷铁(10)摆放在各个热节圆的下方；
所述的步骤3)浇注成型是指，铁液在出铁温度为1420℃～1500℃，爆镁时间为1.20m～5.00m，浇注温度控制在1280℃～1350℃，浇注时间为50s～130s的条件下进行浇注成型。
2、根据权利要求1所述的风力发电机轮毂铸件的铸造方法，其特征在于：所述的铁液的化学成分为：碳C 3.5％～3.95％、硅Si 1.5％～2.9％、锰Mn 0.07％～0.11％、硫S 0.003％～0.010％、稀土Re 0.01％～0.05％、镁Mg 0.02％～0.06％、锑Sb0.0012％～0.01％及碳当量为4.25～4.95。
3、根据权利要求2所述的风力发电机轮毂铸件的铸造方法，其特征在于：所述的化学成分为：碳C 3.68％、硅Si 2.01％、锰Mn 0.118％、硫S 0.0071％、稀土Re 0.029％、镁Mg 0.0463％、锑Sb0.0005％。
4、根据权利要求2所述的一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，其特征在于：所述的碳当量为4.35。
5、根据权利要求1所述的一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，其特征在于：所述的冒口(9)为数量为4个，所述的内浇道(3)与轮毂铸件型腔的连接处的内浇口为喇叭形，厚度为6mm～14mm。
6、根据权利要求1所述的一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，其特征在于：所述的出铁温度为1485℃，爆镁时间为2.47m，浇注温度控制在1315℃，浇注时间为110s。
7、根据权利要求1所述的一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，其特征在于：所述的直浇道包括第一直浇道(5)和第二直浇道(6)，所述的横浇道(2)位于第一直浇道(5)和第二直浇道(6)之间并与两者相通，所述的圆盘状内浇道(3)的圆盘中心与第二直浇道(6)的下端相通。
8、根据权利要求1所述的一种风力发电机轮毂铸件的铸造方法，其特征在于：所述的过滤装置(7)为过滤泥芯。
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