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风电铸件

风电铸件

随着风力发电的快速发展,对风电铸件的需求量不断增加,风力发电中的大型零件,如轮毂、机座等都采用球墨铸铁进行生产。

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详情介绍

   随着风力发电的快速发展,对风电铸件的需求量不断增加,风力发电中的大型零件,如轮毂、机座等都采用球墨铸铁进行生产。此类铸件随功率的不同,重量在5000~15000kg之间。由于壁厚较厚(一般大于100mm),重量较重,冷却速度慢,凝固时间长,特别是要满足良好的综合力学性能要求,对生产工艺要求严格。
风电铸件
   浇冒系统设计
 
   风(feng)电(dian)铸件的壁(bi)厚在50~200mm,采用刚性强的树脂砂造型。风(feng)电(dian)铸件多采用冒(mao)(mao)口(kou)辅加适当数量的冷(leng)铁工艺。冒(mao)(mao)口(kou)有缩(suo)颈式(shi)顶冒(mao)(mao)口(kou)、缩(suo)颈式(shi)边(bian)冒(mao)(mao)口(kou),压边(bian)冒(mao)(mao)口(kou)、披缝式(shi)溢(yi)流冒(mao)(mao)口(kou)等。
   风电(dian)铸(zhu)(zhu)件(jian)浇(jiao)注(zhu)系统应(ying)力求钢液(ye)平(ping)稳充型(xing)、防(fang)比湍(tuan)流,以减少渣类(lei)、气(qi)孔类(lei)缺(que)陷。浇(jiao)注(zhu)系统设(she)计(ji)成(cheng)直(zhi)浇(jiao)道(dao)(dao)、横浇(jiao)道(dao)(dao)、内浇(jiao)道(dao)(dao)的(de)比例非(fei)常大的(de)开放式(shi)。采用底注(zhu)多内浇(jiao)道(dao)(dao),内浇(jiao)道(dao)(dao)为(wei)扁(bian)形,与铸(zhu)(zhu)件(jian)连(lian)接处要有R角,避免产(chan)生裂(lie)纹。高大特重件(jian)宜用两(liang)个直(zhi)浇(jiao)道(dao)(dao),阶(jie)梯浇(jiao)道(dao)(dao),确(que)保快速(su)充型(xing)。球墨铸(zhu)(zhu)铁具有较大的(de)氧(yang)化倾向(xiang),浇(jiao)注(zhu)过(guo)程(cheng)中(zhong)产(chan)生的(de)渣可(ke)通(tong)过(guo)放置过(guo)滤网或过(guo)滤器(qi)来阻挡进入型(xing)腔。过(guo)滤技术也起到细(xi)化和圆整(zheng)石墨的(de)作用。10ppi的(de)泡沫陶瓷(ci)过(guo)滤器(qi)或200csi直(zhi)孔过(guo)滤片效果较好(hao)。
   运用凝固(gu)模(mo)(mo)拟软件验证工艺的可(ke)行性,可(ke)降(jiang)低新产品或改进工艺的质量(liang)风险。通(tong)过(guo)充(chong)型、凝固(gu)、应力场(chang)的模(mo)(mo)拟可(ke)直观(guan)显现工艺的可(ke)靠性。日常(chang)要积累(lei)记录工艺设计、模(mo)(mo)拟、工艺应用3方面情况,获得多(duo)经验,以便面对模(mo)(mo)拟结果能作出地判断和改进。 
风电铸件结构图
   退火工艺
 
   在(zai)实际生产中(zhong),有时(shi)材料和过(guo)程(cheng)有波动(dong),不能在(zai)铸态(tai)下可靠地获得全铁素体(ti)(ti)组织(zhi),且风(feng)电(dian)铸件(jian)有高(gao)可靠性和关键部件(jian)20年免换的(de)要(yao)求,因此(ci)低(di)温风(feng)电(dian)球铁件(jian)一般进行退火处理(li)。退火处理(li)有两(liang)种工艺(yi)方式。当铸态(tai)组织(zhi)中(zhong)存(cun)在(zai)自由(you)渗(shen)碳体(ti)(ti)时(shi),进行高(gao)温石墨化退火,此(ci)工艺(yi)分(fen)两(liang)个(ge)阶段,高(gao)温阶段溶解渗(shen)碳体(ti)(ti)至奥氏(shi)体(ti)(ti)中(zhong),低(di)温阶段奥氏(shi)体(ti)(ti)转(zhuan)变(bian)为(wei)铁素体(ti)(ti)和石墨。
   当(dang)铸件组(zu)(zu)织中(zhong)无自(zi)由(you)渗碳(tan)体(ti)时(shi)(shi),只(zhi)需做(zuo)低(di)温(wen)石(shi)(shi)墨化退(tui)火,退(tui)火温(wen)度(du)为730~750℃,使共析渗碳(tan)体(ti)分解为石(shi)(shi)墨和铁(tie)(tie)素体(ti)组(zu)(zu)织。两(liang)阶段退(tui)火工艺过程是铸件低(di)于200℃进炉(lu),在300和600℃各(ge)作1~2h的(de)均温(wen)处理,高温(wen)段保(bao)温(wen)温(wen)度(du)为920~940℃,保(bao)温(wen)结(jie)束(shu)后(hou)炉(lu)冷至720~740℃,进行(xing)低(di)温(wen)石(shi)(shi)墨化退(tui)火,炉(lu)冷至600℃,这时(shi)(shi)球铁(tie)(tie)基体(ti)组(zu)(zu)织基本(ben)稳定,出(chu)炉(lu)空冷,避免一些(xie)固溶质点的(de)析出(chu),增强球铁(tie)(tie)的(de)韧性(xing)。如(ru)果缓(huan)慢(man)冷却(que)可致脆性(xing)相(xiang)析出(chu),产(chan)生回火脆性(xing),降低(di)球铁(tie)(tie)的(de)低(di)温(wen)冲击韧度(du)。风电球铁(tie)(tie)铸件一般不(bu)做(zuo)600℃以下的(de)时(shi)(shi)效(xiao)除应力(li)处理,原因也在于此。
风电铸件
   型芯工艺设计
 
   芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi)设计成(cheng)上下两(liang)个半模,芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi)的(de)(de)(de)(de)制作采用(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)铸(zhu)(zhu)型(xing)内(nei)(nei)贴铸(zhu)(zhu)件壁(bi)厚(hou)打芯(xin)(xin)(xin)(xin)(见图2)的(de)(de)(de)(de)方法,就是在(zai)(zai)造好(hao)的(de)(de)(de)(de)外型(xing)内(nei)(nei)用(yong)(yong)(yong)刮(gua)板刮(gua)出(chu)内(nei)(nei)腔(贴铸(zhu)(zhu)件壁(bi)厚(hou)),利用(yong)(yong)(yong)这个内(nei)(nei)腔做芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒,打出(chu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi)(打芯(xin)(xin)(xin)(xin)),然后(hou)起出(chu)芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi),去除(chu)贴上去的(de)(de)(de)(de)壁(bi)厚(hou),后(hou)下芯(xin)(xin)(xin)(xin)合箱,不用(yong)(yong)(yong)投入大型(xing)芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒工装,大大降低前(qian)期(qi)费用(yong)(yong)(yong),为正式生产时芯(xin)(xin)(xin)(xin)盒制作提(ti)供相关(guan)技术参(can)数。芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi)的(de)(de)(de)(de)工艺设计要(yao)满(man)(man)足(zu)下列要(yao)求(qiu):芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi)整体要(yao)有足(zu)够的(de)(de)(de)(de)强(qiang)度(du)(du)(du)和(he)刚度(du)(du)(du)、不变形;芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi)要(yao)固(gu)定平稳和(he)便于(yu)排气;中间芯(xin)(xin)(xin)(xin)铁安放要(yao)方便浇注(zhu)系统的(de)(de)(de)(de)开设;芯(xin)(xin)(xin)(xin)子(zi)的(de)(de)(de)(de)形状尺寸(cun)(cun)及在(zai)(zai)铸(zhu)(zhu)型(xing)中的(de)(de)(de)(de)位置要(yao)满(man)(man)足(zu)铸(zhu)(zhu)件尺寸(cun)(cun)要(yao)求(qiu)。为了保证型(xing)、芯(xin)(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)尺寸(cun)(cun)精度(du)(du)(du), 采用(yong)(yong)(yong)呋喃树(shu)脂砂(sha)造型(xing),型(xing)、芯(xin)(xin)(xin)(xin)表面(mian)刷醇基石(shi)墨涂(tu)料,涂(tu)料厚(hou)度(du)(du)(du)0.5mm,过渡(du)部分采用(yong)(yong)(yong)样板进行检(jian)测修磨。
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