風(fēng)電鑄件
隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展,對(duì)風(fēng)電鑄件的需求量不斷增加,風(fēng)力發(fā)電中的大型零件,如輪轂、機(jī)座等都采用球墨鑄鐵進(jìn)行生產(chǎn)。
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詳情介紹
隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展,對(duì)風(fēng)電鑄件的需求量不斷增加,風(fēng)力發(fā)電中的大型零件,如輪轂、機(jī)座等都采用球墨鑄鐵進(jìn)行生產(chǎn)。此類鑄件隨功率的不同,重量在5000~15000kg之間。由于壁厚較厚(一般大于100mm),重量較重,冷卻速度慢,凝固時(shí)間長(zhǎng),特別是要滿足良好的綜合力學(xué)性能要求,對(duì)生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格。
澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)
風(fēng)電鑄件的壁厚在50~200mm,采用剛性強(qiáng)的樹脂砂造型。風(fēng)電鑄件多采用冒口輔加適當(dāng)數(shù)量的冷鐵工藝。冒口有縮頸式頂冒口、縮頸式邊冒口,壓邊冒口、披縫式溢流冒口等。
風(fēng)電鑄件澆注系統(tǒng)應(yīng)力求鋼液平穩(wěn)充型、防比湍流,以減少渣類、氣孔類缺陷。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)成直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的比例非常大的開放式。采用底注多內(nèi)澆道,內(nèi)澆道為扁形,與鑄件連接處要有R角,避免產(chǎn)生裂紋。高大特重件宜用兩個(gè)直澆道,階梯澆道,確??焖俪湫?。球墨鑄鐵具有較大的氧化傾向,澆注過程中產(chǎn)生的渣可通過放置過濾網(wǎng)或過濾器來阻擋進(jìn)入型腔。過濾技術(shù)也起到細(xì)化和圓整石墨的作用。10ppi的泡沫陶瓷過濾器或200csi直孔過濾片效果較好。
運(yùn)用凝固模擬軟件驗(yàn)證工藝的可行性,可降低新產(chǎn)品或改進(jìn)工藝的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。通過充型、凝固、應(yīng)力場(chǎng)的模擬可直觀顯現(xiàn)工藝的可靠性。日常要積累記錄工藝設(shè)計(jì)、模擬、工藝應(yīng)用3方面情況,獲得多經(jīng)驗(yàn),以便面對(duì)模擬結(jié)果能作出地判斷和改進(jìn)。
退火工藝
在實(shí)際生產(chǎn)中,有時(shí)材料和過程有波動(dòng),不能在鑄態(tài)下可靠地獲得全鐵素體組織,且風(fēng)電鑄件有高可靠性和關(guān)鍵部件20年免換的要求,因此低溫風(fēng)電球鐵件一般進(jìn)行退火處理。退火處理有兩種工藝方式。當(dāng)鑄態(tài)組織中存在自由滲碳體時(shí),進(jìn)行高溫石墨化退火,此工藝分兩個(gè)階段,高溫階段溶解滲碳體至奧氏體中,低溫階段奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和石墨。
當(dāng)鑄件組織中無自由滲碳體時(shí),只需做低溫石墨化退火,退火溫度為730~750℃,使共析滲碳體分解為石墨和鐵素體組織。兩階段退火工藝過程是鑄件低于200℃進(jìn)爐,在300和600℃各作1~2h的均溫處理,高溫段保溫溫度為920~940℃,保溫結(jié)束后爐冷至720~740℃,進(jìn)行低溫石墨化退火,爐冷至600℃,這時(shí)球鐵基體組織基本穩(wěn)定,出爐空冷,避免一些固溶質(zhì)點(diǎn)的析出,增強(qiáng)球鐵的韌性。如果緩慢冷卻可致脆性相析出,產(chǎn)生回火脆性,降低球鐵的低溫沖擊韌度。風(fēng)電球鐵鑄件一般不做600℃以下的時(shí)效除應(yīng)力處理,原因也在于此。
型芯工藝設(shè)計(jì)
芯子設(shè)計(jì)成上下兩個(gè)半模,芯子的制作采用在鑄型內(nèi)貼鑄件壁厚打芯(見圖2)的方法,就是在造好的外型內(nèi)用刮板刮出內(nèi)腔(貼鑄件壁厚),利用這個(gè)內(nèi)腔做芯盒,打出芯子(打芯),然后起出芯子,去除貼上去的壁厚,后下芯合箱,不用投入大型芯盒工裝,大大降低前期費(fèi)用,為正式生產(chǎn)時(shí)芯盒制作提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)。芯子的工藝設(shè)計(jì)要滿足下列要求:芯子整體要有足夠的強(qiáng)度和剛度、不變形;芯子要固定平穩(wěn)和便于排氣;中間芯鐵安放要方便澆注系統(tǒng)的開設(shè);芯子的形狀尺寸及在鑄型中的位置要滿足鑄件尺寸要求。為了保證型、芯的尺寸精度, 采用呋喃樹脂砂造型,型、芯表面刷醇基石墨涂料,涂料厚度0.5mm,過渡部分采用樣板進(jìn)行檢測(cè)修磨。
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