CN102371346A - 一种风力发电机轮毂的铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力发电机轮毂的铸造方法，包括制备型砂、制备铸型、熔炼浇注、落砂清理几个步骤，本发明方法不采用树脂砂造型，从根本上杜绝表面渗硫给铸件带来的影响；本发明方法采用专门为铸造风力发电机轮毂而配制的型砂，其中采用膨润土和陶土配合做粘接剂，具有使型砂粘接度高，透气性好的优点，并且脱模性好。采用本发明方法制备的轮毂的力学性能优异，其抗拉强度比现有技术提高10-15％，延伸率比现有技术提高5-6％。

Description

一种风力发电机轮毂的铸造方法

技术领域

本发明涉及铸造领域，特别涉及砂型铸造领域。

背景技术

铸造风力发电机(简称风电)轮毂铸件一般采用树脂砂造型，热节部位安放大量冷铁，顶部安放保温冒口，操作复杂，且由于呋喃树脂固化剂普遍采用苯磺酸固化剂，造成铸件表面渗硫，致使铸件表皮球化级别偏低，虽采用防渗硫涂料做屏蔽，但也不能完全消除渗硫带来的铸件表面球化级别低，疲劳强度下降，微裂纹倾向大，铸件质量差；更由于风电铸件属薄皮大芯结构，砂铁比高达6∶1甚至更高，造成造型成本高、砂处理负担加大、耗能严重、车间环境变差等问题。

申请号为201010524005.6的中国专利申请公开了一种风力发电机球铁轮毂的真空密封铸造方法，其采用的技术方案为：采用传统的真空密封造型用于风电轮毂球铁铸件的造型和铸造，采用树脂砂芯，且铸型型腔用专用固体涂料涂覆，该专用固体涂料主要由石墨粉和/或锆英粉组成，喷涂厚度为0.2～0.6mm。其解决现有技术中铸件表面渗硫带来疲劳强度低、表面微裂纹缺陷的问题。但其仍采用树脂砂，树脂砂本身的污染问题仍没有克服，并且其采用刷固体涂料的工序，增加了工艺成本，且涂料中含有石墨，作业环境差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种风力发电机轮毂的铸造方法。

为实现上述目的，本发明采用的技述方案为：

一种风力发电机轮毂的铸造方法，包括如下步骤：

1)制备型砂：以重量份计称量下列原料：旧砂90-93份，新砂3-5份，膨润土1.5-2.5份，陶土2-3份，氧化铁2-3份，水4-6份，将称量好的上述原料放入混砂机中混合50-80分钟即得型砂；

2)制备铸型：根据风力发电机轮毂的形状制备模型，留出加工余量，然后将模型放入砂箱中，用步骤1)制备的型砂造型，铸型造好后备用；

3)熔炼浇注：准备废钢和生铁作为原材料；将上述原材料加热至1510-1530℃，熔炼成原铁水，扒净熔渣，将所述的原铁水通过铁水包倒入保温炉内保温；对所述的原铁水进行光谱分析，调整所述的原铁水的成分，使所述原铁水的组份以重量百分比计为如下：C：3.2-3.5％；Si：1.4-1.6％；Mn：＜0.3％；P：＜0.04％；S：＜0.03％；在球化包内加入球化剂，上面用0.2％的75Si覆盖，再用薄铸铁板压住，将所述的原铁水放入球化包内进行球化反应；在浇口杯中放入孕育块，将球化反应后的原铁水分别倒入定量的所述的浇口杯中；迅速扒净所述的浇口杯中的原铁水的氧化夹杂，形成浇注液；待温度为1300-1310℃时；将其浇注到步骤2)制备的铸型中；

4)落砂清理：将步骤3)所得浇注体空冷至低于200℃落砂，清理打磨后即得风力发电机轮毂坯料；

本发明方法的有益效果为：

1.不采用树脂砂造型，从根本上杜绝表面渗硫给铸件带来的影响。

2.采用专门为铸造风力发电机轮毂而配制的型砂，其中采用膨润土和陶土配合做粘接剂，具有使型砂粘接度高，透气性好的优点，并且脱模性好。

3.本发明方法用料简单，工艺过程简单，成本低，且无放气性、粉尘性物质，操作环境好。

4.采用本发明方法制备的轮毂的力学性能优异，其抗拉强度比现有技术提高10-15％，延伸率比现有技术提高5-6％。

具体实施方式

实施例一

一种风力发电机轮毂的铸造方法，包括如下步骤：

1)制备型砂：以重量份计称量下列原料：旧砂90份，新砂5份，膨润土1.5份，陶土3份，氧化铁2份，水6份，将称量好的上述原料放入混砂机中混合50分钟即得型砂；

2)制备铸型：根据风力发电机轮毂的形状制备模型，留出加工余量，然后将模型放入砂箱中，用步骤1)制备的型砂造型，铸型造好后备用；

3)熔炼浇注：准备废钢和生铁作为原材料；将上述原材料加热至1510℃，熔炼成原铁水，扒净熔渣，将所述的原铁水通过铁水包倒入保温炉内保温；对所述的原铁水进行光谱分析，调整所述的原铁水的成分，使所述原铁水的组份以重量百分比计为如下：C：3.5％；Si：1.4％；Mn：＜0.3％；P：＜0.04％；S：＜0.03％；在球化包内加入球化剂，上面用0.2％的75Si覆盖，再用薄铸铁板压住，将所述的原铁水放入球化包内进行球化反应；在浇口杯中放入孕育块，将球化反应后的原铁水分别倒入定量的所述的浇口杯中；迅速扒净所述的浇口杯中的原铁水的氧化夹杂，形成浇注液；1310℃将其浇注到步骤2)制备的铸型中；

4)落砂清理：将步骤3)所得浇注体空冷至低于200℃落砂，清理打磨后即得风力发电机轮毂坯料；

实施例二

一种风力发电机轮毂的铸造方法，包括如下步骤：

1)制备型砂：以重量份计称量下列原料：旧砂93份，新砂3份，膨润土2.5份，陶土2份，氧化铁3份，水4份，将称量好的上述原料放入混砂机中混合80分钟即得型砂；

2)制备铸型：根据风力发电机轮毂的形状制备模型，留出加工余量，然后将模型放入砂箱中，用步骤1)制备的型砂造型，铸型造好后备用；

3)熔炼浇注：准备废钢和生铁作为原材料；将上述原材料加热至1530℃，熔炼成原铁水，扒净熔渣，将所述的原铁水通过铁水包倒入保温炉内保温；对所述的原铁水进行光谱分析，调整所述的原铁水的成分，使所述原铁水的组份以重量百分比计为如下：C：3.2％；Si：1.6％；Mn：＜0.3％；P：＜0.04％；S：＜0.03％；在球化包内加入球化剂，上面用0.2％的75Si覆盖，再用薄铸铁板压住，将所述的原铁水放入球化包内进行球化反应；在浇口杯中放入孕育块，将球化反应后的原铁水分别倒入定量的所述的浇口杯中；迅速扒净所述的浇口杯中的原铁水的氧化夹杂，形成浇注液；待温度为1300℃时；将其浇注到步骤2)制备的铸型中；

4)落砂清理：将步骤3)所得浇注体空冷至低于200℃落砂，清理打磨后即得风力发电机轮毂坯料；

实施例三

一种风力发电机轮毂的铸造方法，包括如下步骤：

1)制备型砂：以重量份计称量下列原料：旧砂92份，新砂4份，膨润土2份，陶土2.5份，氧化铁2.5份，水5份，将称量好的上述原料放入混砂机中混合65分钟即得型砂；

2)制备铸型：根据风力发电机轮毂的形状制备模型，留出加工余量，然后将模型放入砂箱中，用步骤1)制备的型砂造型，铸型造好后备用；

3)熔炼浇注：准备废钢和生铁作为原材料；将上述原材料加热至1520℃，熔炼成原铁水，扒净熔渣，将所述的原铁水通过铁水包倒入保温炉内保温；对所述的原铁水进行光谱分析，调整所述的原铁水的成分，使所述原铁水的组份以重量百分比计为如下：C：3.3％；Si：1.5％；Mn：＜0.3％；P：＜0.04％；S：＜0.03％；在球化包内加入球化剂，上面用0.2％的75Si覆盖，再用薄铸铁板压住，将所述的原铁水放入球化包内进行球化反应；在浇口杯中放入孕育块，将球化反应后的原铁水分别倒入定量的所述的浇口杯中；迅速扒净所述的浇口杯中的原铁水的氧化夹杂，形成浇注液；待温度为1305℃时；将其浇注到步骤2)制备的铸型中；

4)落砂清理：将步骤3)所得浇注体空冷至低于200℃落砂，清理打磨后即得风力发电机轮毂坯料。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (1)

1.一种风力发电机轮毂的铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备型砂：以重量份计称量下列原料：旧砂90-93份，新砂3-5份，膨润土1.5-2.5份，陶土2-3份，氧化铁2-3份，水4-6份，将称量好的上述原料放入混砂机中混合50-80分钟即得型砂；

2)制备铸型：根据风力发电机轮毂的形状制备模型，留出加工余量，然后将模型放入砂箱中，用步骤1)制备的型砂造型，铸型造好后备用；

3)熔炼浇注：准备废钢和生铁作为原材料；将上述原材料加热至1510-1530℃，熔炼成原铁水，扒净熔渣，将所述的原铁水通过铁水包倒入保温炉内保温；对所述的原铁水进行光谱分析，调整所述的原铁水的成分，使所述原铁水的组份以重量百分比计为如下：C：3.2-3.5％；Si：1.4-1.6％；Mn：＜0.3％；P：＜0.04％；S：＜0.03％；在球化包内加入球化剂，上面用0.2％的75Si覆盖，再用薄铸铁板压住，将所述的原铁水放入球化包内进行球化反应；在浇口杯中放入孕育块，将球化反应后的原铁水分别倒入定量的所述的浇口杯中；迅速扒净所述的浇口杯中的原铁水的氧化夹杂，形成浇注液；待温度为1300-1310℃时；将其浇注到步骤2)制备的铸型中；

4)落砂清理：将步骤3)所得浇注体空冷至低于200℃落砂，清理打磨后即得风力发电机轮毂坯料。