CN101905312A - 风力发电设备u型框的铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风力发电设备U型框的铸造工艺，依照下列步骤操作：a)熔炼；b)球化孕育处理；c)造型、制芯、安放钢管、落芯、合型；d)浇注；e)开箱、后处理、检验、入库。本发明采用水平造型，垂直浇注工艺，设计底注式浇注系统，保证铸件内部质量；铸件长孔采用嵌铸钢管的方法直接铸出，使铸件的热节减小，铸件的冷却速度快，提高了铸件内部的致密度和球化质量；钢管采用冷拔无缝钢管，表面经喷丸或喷砂处理，铁水浇注温度在1350℃～1380℃，保证了钢管能与铸件本体很好的融合，同时大大减少后期机械加工的工作量，减少工序，提高生产效率；采用重稀土球化剂进行球化处理，采用专用的长效孕育剂进行孕育处理，进一步保证了铸件的球化质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种铸造工艺，特别涉及一种风力发电设备U型框的铸造工艺。
背景技术
随着风力发电技术的迅速发展，风电设备产品的需求迅速扩大，U型框是风力发电设备的重要零部件之一，铸件的内部质量要求高，原先采用的铸造工艺为：水平分型，水平浇注，其中8只￠44×480mm的长孔不铸出，由机加工钻孔成型，因而使得铸件壁厚相对比较厚，造成热节比较大，为了防止铸件产生缩孔、缩松缺陷，在热节部位放了两只保温发热冒口，这种工艺铸造出来的铸件毛坯，8只￠44×480mm的长孔都需要机械加工，加工量大，工序复杂，劳动强度大，废工废料，而且每型两只保温发热冒口都需要从国外进口，订货周期长，成本高，有时不能按时到货影响生产。另外，由于铸件壁厚较厚，热节模数达到4.8，加上用保温发热冒口，使得中心部位凝固周期长，冷却速度慢，造成球化级别不稳定，有时不能满足铸件验收要求，造成铸件报废。
发明内容
本发明的目的是克服上述铸造工艺中存在的不足之处，提出一种既能保证铸件内部的球化质量稳定，又能减少铸件加工量，同时不需要使用进口发热保温冒口，降低生产成本的风力发电设备U型框的铸造工艺。
实现本发明目的的技术方案是：一种风力发电设备U型框的铸造工艺，依照下列步骤操作：
a)、熔炼，铁水在中频感应电炉内熔化，熔炼温度控制在1480～1520℃；
b)、球化孕育处理，球化处理采用钇基重稀土球化剂和轻稀土球化剂复合处理工艺，球化剂加入量为铁水总量的1.0～1.8％；铁水的孕育处理采用炉前随流孕育和瞬时孕育相结合的方式，随流孕育剂加入量为0.4～0.8％，瞬时孕育是在浇注过程中同时加入孕育剂，加入量为0.1～0.2％；
c)、造型、制芯、安放钢管、落芯、合型，采用左、右分型，在设计浇注系统时，按照立浇、底注的工艺进行，直浇道分设左右两型，交界处设置陶瓷泡沫过滤网，长孔位置的模样上嵌铸钢管，在铸件的最上端设有冒口；采用树脂砂造型、制芯；
d)、浇注，将铸型竖直排放在砂地上，浇注温度控制在1350～1380℃；浇注后，铸件在砂型中自然冷却12～24小时后开箱；
e)、开箱、后处理、检验、入库。
上述风力发电设备U型框的钢管采用冷拔无缝钢管，钢管表面经喷丸或喷砂处理，砂型合箱前，须对型腔内的钢管和铸型进行预热处理；在模样上制作活动钢管模样，采用抽芯的方法，造型过程中将钢管模样抽出，起模后再将处理好的钢管放入，钢管内部填满呋喃树脂砂，舂紧实。
上述风力发电设备U型框的铸造工艺的步骤a)中铁水在0.5吨中频感应电炉内熔化，熔炼温度控制在1500℃。
上述风力发电设备U型框的铸造工艺的步骤b)中球化处理采用50％钇基重稀土球化剂和50％轻稀土球化剂复合处理工艺，球化剂加入量为铁水总量的1.5％；铁水的孕育处理采用炉前随流孕育和瞬时孕育相结合的方式，随流孕育剂加入量为0.6％，瞬时孕育是在浇注过程中同时加入孕育剂，加入量为0.15％，孕育剂采用的硅钡长效孕育剂。
上述风力发电设备U型框的铸造工艺的步骤c)中交界处设置120×120mm陶瓷泡沫过滤网，模样上钢管嵌铸孔采用耐磨套，在铸件的最上端，设有两只冒口，冒口尺寸：100×100×176mm，浇注系统截面积分别为：直浇道41×41mm2，横浇道45×45mm2，内浇道5×55×6mm2；嵌铸钢管尺寸为外径￠50mm、壁厚3mm；
上述风力发电设备U型框的铸造工艺的步骤d)中浇注温度控制在1370℃；浇注后，铸件在砂型中自然冷却16小时以上开箱。
本发明具有以下特点：(1)采用水平造型，垂直浇注工艺，设计底注式浇注系统，保证浇注过程中铁水平稳上升，减少了铁水的氧化，同时有利于铁水中的夹杂物上浮，以及陶瓷泡沫过滤网的设置，保证了铸件内部质量；(2)铸件长孔采用镶铸钢管的方法直接铸出，在模样上制作活动钢管模样，采用抽芯的方法，造型过程中将钢管模样抽出，起模后再将处理好的钢管放入，保证了钢管之间的位置正确；钢管内部填满呋喃树脂砂，舂紧实，一方面保证钢管在高温状态下有一定的强度，不弯曲、变形，另一方面可以加快铁水的冷却速度，防止钢管在高温下熔化；(3)由于钢管的铸入，使铸件的热节大大减小，热节模数为2.7，铸件的冷却速度快了，提高了铸件内部的致密度和球化质量；同时大大减少后期机械加工的工作量，减少工序，提高生产效率；(4)由于在铸件的上端设有补缩冒口，更好的加强了铸件凝固时的补缩，减少缩孔、缩松等缺陷的产生；(5)采用重稀土球化剂进行球化处理，采用专用的长效孕育剂进行孕育处理，进一步保证了铸件的球化质量；(6)控制铁水浇注温度在1350℃～1380℃，钢管采用冷拔无缝钢管，钢管表面经喷丸或喷砂处理，砂型合箱前，对型腔内的钢管和铸型进行预热处理，保证了钢管能与铸件本体很好的融合。
具体实施方式
一种风力发电设备U型框的铸造工艺，依照下列步骤操作：
a)、熔炼，铁水在中频感应电炉内熔化，熔炼温度控制在1500℃；
b)、球化孕育处理，球化处理采用50％钇基重稀土球化剂和50％轻稀土球化剂复合处理工艺，球化剂加入量为铁水总量的1.5％；铁水的孕育处理采用炉前随流孕育和瞬时孕育相结合的方式，随流孕育剂加入量为0.6％，瞬时孕育是在浇注过程中同时加入孕育剂，加入量为0.15％，孕育剂采用的硅钡长效孕育剂；
c)、造型、制芯、安放钢管、落芯、合型，采用左、右分型，在设计浇注系统时，按照立浇、底注的工艺进行，直浇道分设左右两型，交界处设置120×120mm陶瓷泡沫过滤网，长孔位置的模样上嵌铸钢管，钢管采用冷拔无缝钢管，钢管尺寸为外径￠50mm、壁厚3mm，钢管表面不得有缺陷，同时表面必须清洁，不得有氧化和锈蚀现象，不得有残存油污等不洁物，不得受潮；钢管表面经喷丸或喷砂处理，保证钢管外表面与铸件本体形成良好的冶金结合；在模样上制作活动钢管模样，采用抽芯的方法，造型过程中将钢管模样抽出，起模后再将处理好的钢管放入，钢管内部填满呋喃树脂砂，舂紧实；砂型合箱前，必须对型腔内的钢管和铸型进行预热处理；模样上钢管嵌铸孔采用耐磨套，在铸件的最上端，设有两只冒口，冒口尺寸：100×100×176mm，浇注系统截面积分别为：直浇道41×41mm2，横浇道45×45mm2，内浇道5×55×6mm2；采用树脂砂造型、制芯，
d)、浇注，将铸型竖直排放在砂地上，浇注温度控制在1370℃；浇注后，铸件在砂型中自然冷却16小时后开箱；
e)、开箱、后处理、检验、入库。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而这些属于本发明的精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种风力发电设备U型框的铸造工艺；其特征在于：依照下列步骤操作：
a)、熔炼，铁水在中频感应电炉内熔化，熔炼温度控制在1480～1520℃；
b)、球化孕育处理，球化处理采用钇基重稀土球化剂和轻稀土球化剂复合处理工艺，球化剂加入量为铁水总量的1.0～1.8％；铁水的孕育处理采用炉前随流孕育和瞬时孕育相结合的方式，随流孕育剂加入量为0.4～0.8％，瞬时孕育是在浇注过程中同时加入孕育剂，加入量为0.1～0.2％；
c)、造型、制芯、安放钢管、落芯、合型，采用左、右分型，在设计浇注系统时，按照立浇、底注的工艺进行，直浇道分设左右两型，交界处设置陶瓷泡沫过滤网，长孔位置的模样上嵌铸钢管，在铸件的最上端设有冒口；采用树脂砂造型、制芯；
d)、浇注，将铸型竖直排放在砂地上，浇注温度控制在1350～1380℃；浇注后，铸件在砂型中自然冷却12～24小时后开箱；
e)、开箱、后处理、检验、入库。
2.根据权利要求1所述的风力发电设备U型框的铸造工艺，其特征在于：所述钢管采用冷拔无缝钢管，钢管表面经喷丸或喷砂处理，砂型合箱前，须对型腔内的钢管和铸型进行预热处理；在模样上制作活动钢管模样，采用抽芯的方法，造型过程中将钢管模样抽出，起模后再将处理好的钢管放入，钢管内部填满呋喃树脂砂，舂紧实。
3.根据权利要求1所述的风力发电设备U型框的铸造工艺，其特征在于：所述步骤a)中铁水在0.5吨中频感应电炉内熔化，熔炼温度控制在1500℃。
4.根据权利要求1所述的风力发电设备U型框的铸造工艺，其特征在于：所述步骤b)中球化处理采用50％钇基重稀土球化剂和50％轻稀土球化剂复合处理工艺，球化剂加入量为铁水总量的1.5％；铁水的孕育处理采用炉前随流孕育和瞬时孕育相结合的方式，随流孕育剂加入量为0.6％，瞬时孕育是在浇注过程中同时加入孕育剂，加入量为0.15％，孕育剂采用的硅钡长效孕育剂。
5.根据权利要求1所述的风力发电设备U型框的铸造工艺，其特征在于：所述步骤c)中交界处设置120×120mm陶瓷泡沫过滤网，模样上钢管嵌铸孔采用耐磨套，在铸件的最上端，设有两只冒口，冒口尺寸：100×100×176mm，浇注系统截面积分别为：直浇道41×41mm2，横浇道45×45mm2，内浇道5×55×6mm2；嵌铸钢管尺寸为外径￠50mm、壁厚3mm。
6.根据权利要求1所述的风力发电设备U型框的铸造工艺，其特征在于：所述步骤d)中浇注温度控制在1370℃；浇注后，铸件在砂型中自然冷却16小时以上开箱。
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