CN109136732A - 轴承座铸造加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴承座铸造加工工艺，包括如下工艺步骤：将熔炼炉料在电炉内加热熔化，达到1465℃出炉；熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：30％～45％的生铁、35％～55％的废钢、5％～20％的回炉料、1％的增碳剂；在铁水出炉过程中，将金属锑随流冲入浇包后，注入球化包；铁水从球化包包嘴注入球化包后首先进入球化包第一坑内进行精炼，然后铁水淹过球化包的堤坝后进入球化包第二坑、第三坑内进行球化孕育处理；其中，球化剂为埃肯5813，球化剂上覆盖埃肯孕育剂，孕育剂上覆盖覆盖剂；其中，球化温度为1440～1460℃；铁水温度达到1350～1370℃时，在树脂砂铸型中采用高温慢浇工艺配合披缝浇注方式浇注风电铸件；本发明增加浇注温度，减慢浇注速度，有利于排渣，提高铸件表面性能。

Description

轴承座铸造加工工艺
技术领域
本发明涉及一种轴承座铸造加工工艺。
背景技术
利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视；人类对风能开发利用甚少，现世界上仅有的一种风力发电机为三叶一柱，其安装使用过程中，对环境的风源要求高，同时这类风力发电机对尺寸限制多，投资巨大，也导致风力发电的成本居高不下。风力发电机的发展趋势是功率越来越大，相应地规格尺寸也越来越大，目前风电轴承座的铸造浇注系统是传统的低温快浇浇注系统，大量采用陶瓷管，大量采用冷铁，工艺复杂，劳动强度大，成本高。因陶瓷管和冷铁使用量多，对陶瓷管和冷铁的清理影响合模效率；原浇注系统是传统的低温快浇浇注系统，大量采用陶瓷管，工艺复杂，劳动强度大，成本高。原浇注系统是传统的低温快浇浇注系统，大量采用冷铁，工艺复杂，劳动强度大，成本高。并且原来的铸造浇注工艺，其原材料配比不太合理，需采用低温快浇方式，要采用冷铁，这样，冷铁与铁水接触形成的氧化渣，铸件表面性能不好，并且由于陶瓷管和冷铁使用量多，对陶瓷管和冷铁的清理影响合模效率。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种轴承座铸造加工工艺，工艺简单，操作方便，成本低，合模效率高，加工成的铸件表面性能优异，浮渣层厚度2mm，减少冷铁与铁水接触形成氧化渣，增加浇注温度，减慢浇注速度，有利于夹渣上浮，排渣；浇注速度平稳，紊流减少，二次渣减少。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种轴承座铸造加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：先将熔炼炉料在电炉内加热熔化，达到1465℃出炉；熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：30％～45％的生铁、35％～55％的废钢、5％～20％的回炉料、1％的增碳剂；
S2：在铁水出炉过程中，将百万分比浓度为50的金属锑随流冲入浇包，铁水经静置和扒渣后，注入球化包；
S3：铁水从球化包包嘴注入球化包后首先进入球化包第一坑内进行精炼，然后铁水淹过球化包的堤坝后进入球化包第二坑、第三坑内进行球化孕育处理；第一坑内加入重量百分比为0.1％的亚世科精炼剂；第二坑及第三坑内均加入重量百分比为1.00％的球化剂、重量百分比为0.1％的孕育剂及重量百分比为0.4％～0.6％的覆盖剂，其中，球化剂为埃肯5813，球化剂上覆盖埃肯孕育剂，孕育剂上覆盖覆盖剂；其中，球化温度为1440～1460℃；
S4：铁水孕育处理后，温度达到1350～1370℃时，在树脂砂铸型中采用过滤片加披缝浇注工艺浇注风电铸件，保温72h，然后开箱空冷铸件；出炉空冷，完成轴承座铸件的铸造；其中，浇注温度为1350～1370℃，浇注时间为130-150S；
球化前后铁水成分如下：
原水：C：3.75～3.80；Si：1.4～1.5；Mn：0.13～0.18；P：0.04；S：0.007～0.015；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；
终水：C：3.64～3.66；Si：2.05～2.15；Mn：0.13～0.18；P：0.04；S：0.01；Mg：0.028～0.038；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；Sb：0.003～0.006。采用高温慢浇(由浇注温度及浇注时间可知)，最大化减少冷铁使用量，工艺简单，操作方便，成本低，并且本原料及球化剂孕育剂的配比能够利用石墨化膨胀原理，减少缩松，做到无冷铁，无冒口。表面性能有很大改善，(原表面浮渣层厚度5-10mm左右，新工艺表面浮渣层厚度最厚处为2mm左右)，并且由于利用了石墨化膨胀从而减少冷铁与铁水接触形成氧化渣；增加浇注温度，减慢浇注速度，有利于夹渣上浮、利于排渣；浇注速度平稳，紊流减少，二次渣减少，铸件机械性能，基体组织以及冲击能达到要求。
进一步的技术方案是，在S3步骤中，当铁水到达球化包1/2高度位置时开始加接种剂，至铁水到达球化包2/3位置时结束接种剂的加入。
进一步的技术方案是，接种剂为重量百分比为0.2％的埃肯孕育剂。
进一步的技术方案为，披缝浇注方式为通过一根浇道将铸造液流入铸造过滤体的中部，铸造过滤体与铸件通过披缝连接。高温慢浇结合结合披缝浇注，设计新型浇注系统，工艺简单，操作方便，成本低，最大化减少冷铁使用量，工艺简单，操作方便，成本低。降低工人劳动强度，节约工时。新的浇注系统因陶瓷管和冷铁使用量减少，合作作业操作效率跟原来比有很大提高。
进一步的技术方案为，熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：
40％的生铁、49％的废钢、10％的回炉料、1％的增碳剂。
本发明的优点和有益效果在于：工艺简单，操作方便，成本低，合模效率高，加工成的铸件表面性能优异，浮渣层厚度2mm，减少冷铁与铁水接触形成氧化渣，增加浇注温度，减慢浇注速度，有利于夹渣上浮，排渣；浇注速度平稳，紊流减少，二次渣减少；采用高温慢浇原来，最大化减少冷铁使用量，工艺简单，操作方便，成本低，并且本原料及球化剂孕育剂的配比能够利用石墨化膨胀原理，减少缩松，做到无冷铁，无冒口。表面性能有很大改善，(原表面浮渣层厚度5-10mm左右，新工艺表面浮渣层厚度最厚处为2mm左右)，并且由于利用了石墨化膨胀从而减少冷铁与铁水接触形成氧化渣；增加浇注温度，减慢浇注速度，有利于夹渣上浮、利于排渣；浇注速度平稳，紊流减少，二次渣减少，铸件机械性能，基体组织以及冲击能达到要求。高温慢浇结合结合披缝浇注，设计新型浇注系统，工艺简单，操作方便，成本低，最大化减少冷铁使用量，工艺简单，操作方便，成本低。降低工人劳动强度，节约工时。新的浇注系统因陶瓷管和冷铁使用量减少，合作作业操作效率跟原来比有很大提高。
附图说明
图1是本发明一种轴承座铸造加工工艺实施例一中涉及的轴承座铸造浇注系统的示意图；
图2是采用低温快浇工艺铸造后的轴承座其表面磁粉探伤的情况；
图3是本发明铸造后的轴承座其表面磁粉探伤的情况；
图4是本发明铸造后轴承座的金相图；
图5是本发明铸造后轴承座的另一金相图。
图中：1、铸型模具；2、圆柱体形空缺；3、过滤体；4、披缝；5、浇道；6、浇口杯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
本发明是一种轴承座铸造加工工艺，包括如下工艺步骤：
S1：先将熔炼炉料在电炉内加热熔化，达到1465℃出炉；熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：40％的生铁、49％的废钢、10％的回炉料、1％的增碳剂。
S2：在铁水出炉过程中，将百万分比浓度为50的金属锑随流冲入浇包，铁水经静置和扒渣后，注入球化包；
S3：铁水从球化包包嘴注入球化包后首先进入球化包第一坑内进行精炼，然后铁水淹过球化包的堤坝后进入球化包第二坑、第三坑内进行球化孕育处理；第一坑内加入重量百分比为0.1％的亚世科精炼剂；第二坑及第三坑内均加入重量百分比为1.00％的球化剂、重量百分比为0.1％的孕育剂及重量百分比为0.5％的覆盖剂，其中，球化剂为埃肯5813，球化剂上覆盖埃肯孕育剂，孕育剂上覆盖覆盖剂；其中，球化温度为1440～1460℃；
S4：铁水孕育处理后，温度达到1350～1370℃时，在树脂砂铸型中采用高温慢浇工艺配合披缝浇注方式浇注风电铸件，保温72h，然后开箱空冷铸件；出炉空冷，完成轴承座铸件的铸造；其中，浇注温度为1350～1370℃，浇注时间为130-150S；
球化前后铁水成分如下：
原水：C：3.67；Si：1.41；Mn：0.15；P：0.04；S：0.012；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；
终水：C：3.64；Si：2.12；Mn：0.16；P：0.04；S：0.01；Mg：0.035；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；Sb：0.004。
在S3步骤中，当铁水到达球化包1/2高度位置时开始加接种剂，至铁水到达球化包2/3位置时结束接种剂的加入。接种剂为重量百分比为0.2％的埃肯孕育剂。披缝浇注方式为通过一根浇道将铸造液流入铸造过滤体的中部，铸造过滤体与铸件通过披缝连接。
本加工工艺涉及的轴承座铸造浇注系统，如图1，包括铸型模具1和与其形状适配的铸型型腔，铸件1中部设有圆柱体形空缺2，圆柱体形空缺2处设置铸造过滤体3，铸造过滤体3与铸件1通过披缝4连接，铸造过滤体3的中部连接有一根浇道5，浇道5的另一端连接有浇口杯6。铸造过滤体3呈十字形，浇道5与铸造过滤体3的连接处在十字形铸造过滤体3的中部。
实施例二：
与实施例一的不同在于，熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：39％的生铁、50％的废钢、10％的回炉料、1％的增碳剂。第二坑及第三坑内均加入重量百分比为1.00％的球化剂、重量百分比为0.1％的孕育剂及重量百分比为0.4％的覆盖剂；
球化前后铁水成分如下：
原水：C：3.75；Si：1.4；Mn：0.13；P：0.04；S：0.007；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；
终水：C：3.64；Si：2.05；Mn：0.13；P：0.04；S：0.01；Mg：0.028；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；Sb：0.003～0.006。
实施例三：
与实施例一的不同在于，熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：40％的生铁、50％的废钢、9％的回炉料、1％的增碳剂。第二坑及第三坑内均加入重量百分比为1.00％的球化剂、重量百分比为0.1％的孕育剂及重量百分比为0.6％的覆盖剂；
球化前后铁水成分如下：
原水：C：3.80；Si：1.5；Mn：0.18；P：0.04；S：0.015；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；
终水：C：3.66；Si：2.15；Mn：0.18；P：0.04；S：0.01；Mg：0.038Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；Sb：0.006。
表面性能有很大改善，表面磁粉探伤后发现新工艺表面缺陷(浮渣层厚度)最厚处为2mm左右(原表面缺陷厚度5-10mm左右，如图2)，如图3；
对上述三个实施例分别进行无损检测，仅实施例二的铸件有一项指标超标，需记录缺陷；从无损(UT)检测结果看取消冷铁是可行的，既可节约成本又可降低工时及工人劳动强度。
铸件的机械性能如下表：
铸件金相其球化率高，碎片少，如图4、图5。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.轴承座铸造加工工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
S1：先将熔炼炉料在电炉内加热熔化，达到1465℃出炉；熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：30％～45％的生铁、35％～55％的废钢、5％～20％的回炉料、1％的增碳剂；
S2：在铁水出炉过程中，将百万分比浓度为50的金属锑随流冲入浇包，铁水经静置和扒渣后，注入球化包；
S3：铁水从球化包包嘴注入球化包后首先进入球化包第一坑内进行精炼，然后铁水淹过球化包的堤坝后进入球化包第二坑、第三坑内进行球化孕育处理；第一坑内加入重量百分比为0.1％的亚世科精炼剂；第二坑及第三坑内均加入重量百分比为1.00％的球化剂、重量百分比为0.1％的孕育剂及重量百分比为0.4％～0.6％的覆盖剂，其中，球化剂为埃肯5813，球化剂上覆盖埃肯孕育剂，孕育剂上覆盖覆盖剂；其中，球化温度为1440～1460℃；
S4：铁水孕育处理后，温度达到1350～1370℃时，在树脂砂铸型中采用过滤片加披缝浇注工艺浇注风电铸件，保温72h，然后开箱空冷铸件；出炉空冷，完成轴承座铸件的铸造；其中，浇注温度为1350～1370℃，浇注时间为130-150S；
球化前后铁水成分如下：
原水：C：3.75～3.80；Si：1.4～1.5；Mn：0.13～0.18；P：0.04；S：0.007～0.015；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；
终水：C：3.64～3.66；Si：2.05～2.15；Mn：0.13～0.18；P：0.04；S：0.01；Mg：0.028～0.038；Cr：0.03；Cu：0.05；Ni：0.05；Ti：0.03；Sn：0.01；Sb：0.003～0.006。
2.根据权利要求1所述的轴承座铸造加工工艺，其特征在于，在所述S3步骤中，当铁水到达球化包1/2高度位置时开始加接种剂，至铁水到达球化包2/3位置时结束接种剂的加入。
3.根据权利要求2所述的轴承座铸造加工工艺，其特征在于，所述接种剂为重量百分比为0.2％的埃肯孕育剂。
4.根据权利要求3所述的轴承座铸造加工工艺，其特征在于，所述披缝浇注方式为通过一根浇道将铸造液流入铸造过滤体的中部，铸造过滤体与铸件通过披缝连接。
5.根据权利要求4所述的轴承座铸造加工工艺，其特征在于，所述熔炼炉料由以下重量百分比成分组成：40％的生铁、49％的废钢、10％的回炉料、1％的增碳剂。
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