CN108907102A - 一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺 - Google Patents

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    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
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Abstract

本发明公开了一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺。本发明使液态合金平稳充型，充分利用浇注系统挡渣避渣，确保产品内在质量和外表质量，同时结构简单紧凑，便于造型、清理。

Description

一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺
技术领域
本发明属于铸造工艺中的浇注系统领域，具体涉及一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺。
背景技术
风是一种潜力很大的新能源，有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。而风力发电所需的各个部件也是必不可少的，其中就有风电齿轮箱支撑臂，目前生产的风电齿轮箱支撑臂为QT400-18材质，铸造采用扁内浇口的浇注系统方案，其目的是节省辅材。随着风电能量越来越大，如果仍按此种浇注系统工艺方案，产品质量将无法保证。这样的工艺存在如下几个问题：1、扁浇口比较多，切割难度大；2、清理扁浇口时容易带肉，造成铸件缺肉；3、过滤效果不好，一次渣很容易进入铸件；4、打磨工作量大；5、冒口使用多，浪费铁水。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺。
技术方案：一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺，包括铸件、直浇道、横浇道、內浇道、出气棒和出气冒口；所述铸件的中心设有出气棒，铸件的两端设有出气冒口，铸件上设有直浇道、横浇道和內浇道，金属液通过直浇道流入横浇道，再分配给各内浇道进入铸件，所述的直浇道横截面采用圆形，横浇道横截面采用梯形，内浇道横截面采用圆形，S直：S横：S内＝1:2:4，所述的横浇道、内浇道相对于直浇道对称分布，其中，横浇道的底部设有缓冲窝，缓冲窝的形状为半球形，半径比直浇道半径大10mm，横浇道的末端设有过滤网，采用4块150*150*40的泡沫陶瓷过滤网两两并排进行过滤，內浇道为6道陶瓷管內浇道均匀分布；
具体的浇注工艺如下：铁水通过直浇道进入横浇道时，由于横浇道底部设有的缓冲窝使铁水速度降低100cm/s，流速为60cm/s，渣上浮在横浇道上部，末端设有过滤网，一次渣能被该过滤网挡住；然后，铁水再进入内浇道时，各内浇口流速低于50cm/s，避免产生二次氧化渣。
作为优化：所述的工艺参数如下：浇注重量：3200kg、浇注温度：1370±10℃、充型时间：60s、开箱时间：36h。
作为优化：所述的冶金原材料为生铁、废钢、回炉料，同时加入增碳剂增碳，运用热分析仪和光谱仪对C和Si进行控制，将原铁水的成分控制在一定范围内，具体成分如下表：原铁水：C：3.78％、Si：1.35％、Mn：0.19％、P：0.034％、S：0.016％、Mg：0.0009％；终铁水：C：3.68％、Si：2.1％、Mn：0.20％、P：0.035％、S：0.012％、Mg：0.042％。
有益效果：本发明使液态合金平稳充型，充分利用浇注系统挡渣避渣，确保产品内在质量和外表质量，同时结构简单紧凑，便于造型、清理。
附图说明
图1是本发明的典型过滤网陶瓷管避渣浇注系统结构示意图；1、铸件；2、直浇道；3、横浇道；4、内浇道；5、出气棒；6、出气冒口。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
平稳充型是浇注系统设计必须考虑的因素，要求横浇道平稳、缓慢的输送铁水，利于渣浮在横浇道上部，而低速流动又能减少铁水充型时对型腔的冲击，同时使用过滤网及陶瓷管后，更使铁水干净平稳的进入型腔，所以应合理设计浇注系统，一方面利用横浇道过滤网避渣且不造渣，另一方面控制內浇道的流速。因此本着以上的原则，本发明的浇注工艺中设有过滤网避渣的横浇道，陶瓷管的內浇道。
如图1所示，一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺，包括铸件1、直浇道2、横浇道3、內浇道4、出气棒5和出气冒口6。所述铸件1的中心设有出气棒5，铸件1的两端设有出气冒口6，铸件1上设有直浇道2、横浇道3和內浇道4，金属液通过直浇道2流入横浇道3，再分配给各内浇道4进入铸件1，所述的直浇道2横截面采用圆形，横浇道3横截面采用梯形，内浇道4横截面采用圆形，S直：S横：S内＝1:2:4，所述的横浇道3、内浇道4相对于直浇道2对称分布，其中，横浇道3的底部设有缓冲窝，缓冲窝的形状为半球形，半径比直浇道半径大10mm，横浇道3的末端设有过滤网，采用4块150*150*40的泡沫陶瓷过滤网两两并排进行过滤，內浇道4为6道陶瓷管內浇道均匀分布。
具体的浇注工艺如下：铁水通过直浇道2进入横浇道3时，由于横浇道3底部设有的缓冲窝使铁水速度降低100cm/s，流速为60cm/s，渣上浮在横浇道3上部，末端设有过滤网，一次渣能被该过滤网挡住；然后，铁水再进入内浇道4时，各内浇口流速低于50cm/s，避免产生二次氧化渣。
所述的工艺参数如下：浇注重量：3200kg、浇注温度：1370±10℃、充型时间：60s、开箱时间：36h。
所述的冶金原材料为生铁、废钢、回炉料，同时加入增碳剂增碳，运用热分析仪和光谱仪对C和Si进行控制，将原铁水的成分控制在一定范围内，具体成分如下表：
浇注36小时后开箱，清理浇冒系统，抛丸打磨后，检测结果如下：A、外观漂亮无可见夹杂物；B、MT检测上表面浮渣≤1.5mm；C、UT检测无缺陷；D、加工面加工后无任何缺陷。
使用该浇注系统，有如下优点：1、铸件内浇口减少，相对扁浇口比较多的，切割要容易。2、减少打磨工作量，提高员工操作效率，降低成本，减少打磨粉尘对环境的污染。3、过滤效果较好，避免一次渣进入铸件，保证铸件表面和内在质量。4、合理的浇注系统能减少冒口的使用量，且节省铁水。
本发明使液态合金平稳充型，充分利用浇注系统挡渣避渣，确保产品内在质量和外表质量，同时结构简单紧凑，便于造型、清理。

Claims (3)

1.一种兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺，其特征在于：包括铸件(1)、直浇道(2)、横浇道(3)、內浇道(4)、出气棒(5)和出气冒口(6)；
所述铸件(1)的中心设有出气棒(5)，铸件(1)的两端设有出气冒口(6)，铸件(1)上设有直浇道(2)、横浇道(3)和內浇道(4)，金属液通过直浇道(2)流入横浇道(3)，再分配给各内浇道(4)进入铸件(1)，所述的直浇道(2)横截面采用圆形，横浇道(3)横截面采用梯形，内浇道(4)横截面采用圆形，S直：S横：S内＝1:2:4，所述的横浇道(3)、内浇道(4)相对于直浇道(2)对称分布，其中，横浇道(3)的底部设有缓冲窝，缓冲窝的形状为半球形，半径比直浇道半径大10mm，横浇道(3)的末端设有过滤网，采用4块150*150*40的泡沫陶瓷过滤网两两并排进行过滤，內浇道(4)为6道陶瓷管內浇道均匀分布；
具体的浇注工艺如下：铁水通过直浇道(2)进入横浇道(3)时，由于横浇道(3)底部设有的缓冲窝使铁水速度降低100cm/s，流速为60cm/s，渣上浮在横浇道(3)上部，末端设有过滤网，一次渣能被该过滤网挡住；然后，铁水再进入内浇道(4)时，各内浇口流速低于50cm/s，避免产生二次氧化渣。
2.根据权利要求1所述的兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺，其特征在于：所述的工艺参数如下：浇注重量：3200kg、浇注温度：1370±10℃、充型时间：60s、开箱时间：36h。
3.根据权利要求1所述的兆瓦级风电齿轮箱支撑臂的浇注工艺，其特征在于：所述的冶金原材料为生铁、废钢、回炉料，同时加入增碳剂增碳，运用热分析仪和光谱仪对C和Si进行控制，将原铁水的成分控制在一定范围内，具体成分如下表：原铁水：C：3.78％、Si：1.35％、Mn：0.19％、P：0.034％、S：0.016％、Mg：0.0009％；终铁水：C：3.68％、Si：2.1％、Mn：0.20％、P：0.035％、S：0.012％、Mg：0.042％。
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