專利名稱：一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法
技術領域：
本發明涉及鑄件的鑄造方法，具體講是一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法。
技術背景隨著科學技術的進步和工業發展的需要，大型鑄件的應用越來越廣范，需求也越來越大。 最近申請人單位接受了風力發電機輪轂鑄件的澆注任務，該鑄件整體單重7噸，外形尺寸為 2261mmX2559mmX 1700mm，并提出了鑄件內部不得有影響使用的縮孔、縮松、夾雜、氣 隙、裂紋等缺陷的內在質量要求。要完成此類鑄件的澆注，澆注系統的設計尤為重要，如果 采用傳統的澆注系統，顯然是無法達到要求的。這是因為傳統的澆注系統設計通常是封閉式 與開放式兩種方式封閉式澆注系統的直澆道、橫澆道、內澆口的截面積逐漸變小，金屬液 流速快，湍流嚴重，容易沖刷鑄型，造成巻氣和夾雜缺陷；開放式澆注系統的直澆道、橫澆 道、內澆口的截面積是逐漸擴大，導致金屬液充型時，在澆道內存在很大氣隙，氣體與金屬 液相互作用形成氧化膜，氣體和氧化膜巻入金屬液中，成為裂紋和縮松源，使鑄件容易產生 裂紋和縮松缺陷。因此，需要另辟蹊徑，設計更加適合風力發電機輪轂鑄件的澆注方法。發明內容本發明要解決的技術問題是，提供一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，且要滿足鑄件 內不得有影響使用的縮孔、縮松、夾雜、氣隙、裂紋等缺陷的內在質量要求。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為 一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法， 它包括以下步驟1)模具制造；2)砂型制造；3)澆注成型，所述的步驟2)砂型制造時，將內澆道設為圓盤狀，將內澆道設在輪轂鑄件型腔下端底 面中央，采用底注式澆注系統，直澆道上端的直澆口采用定量包拔塞澆注口，以直澆道的截 面積為基準各組元直澆道、橫澆道、內澆道及過濾裝置各截面積的比為i:直E橫E內 E過-l:5.0 6.0:1.0-1.2: 8.0~13.0;將出氣口設在最易出現浮渣的位置，出氣口的總截面積大 于內澆道的總截面積；將冒口設在鑄件上頂面的最高點，冒口總高度大于450mm;將冷鐵擺 放在各個熱節圓的下方；所述的步驟3)澆注成型是指，鐵液在出鐵溫度為142(TC 150(TC，爆鎂時間為 1.20m~5.00m，澆注溫度控制在1280°C~1350°C ，澆注時間為50s 130s的條件下進行澆注成 型。所述的鐵液的化學成分為..碳C 3.5%~3.95%、硅Si 1.5%~2.9%、錳Mn 0.07%~0.11%、 硫S 0.003%~0.010%、稀土 Re 0.01%~0.05%、鎂Mg 0.02% 0.06%、銻Sb0.0012%~0.01oA& 碳當量為4.25-4.95。所述的化學成分為碳C3.68。/。、硅Si2.01。/。、錳Mn 0.118%、硫S 0.0071°/。、稀土 Re 0.029%、鎂Mg 0.0463%、銻Sb0.0005%。所述的碳當量為4.35。所述的冒口為數量為4個，所述的內澆道與輪轂鑄件型腔的連接處的內澆口為喇叭形， 厚度為6 mm ~14mm。所述的出鐵溫度為1485。C，爆鎂時間為2.47m，澆注溫度控制在1315'C，澆注時間為110s。所述的直澆道包括第一直澆道和第二直澆道，所述的橫澆道位于第一直澆道和第二直澆 道之間并與兩者相通，所述的圓盤狀內澆道的圓盤中心與第二直澆道的下端相通。所述的過濾裝置為過濾泥芯。釆用以上技術方案后，本發明風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法與現有技術相比，具有以下優點由于澆注位置、澆注系統、出氣口位置、冒口位置、冷鐵擺放位置及澆注成型的控制這些工藝參數均是針對風力發電機輪轂鑄件的特點進行設計，澆注位置、澆注系統和出氣口位置的設置有利于將渣和氣排出鑄件型腔，冒口位置的設置有利于鑄件在冷卻時補充收縮產生的缺失部分，冷鐵擺放位置有利于防止產生縮松和縮孔，因此本發明能使大型鑄件不易變形、不易產生縮孔、不易產生縮松、不易產生夾渣及成品率較高。
圖l是采用本發明風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法的澆注裝置的局部剖視結構示意圖。圖2是采用本發明風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法的澆注裝置的縱向剖視結構示意圖。 圖3是圖2的A部放大示意圖。圖4是采用本發明風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法的澆注裝置的冷鐵擺放示意圖。其中，1、直澆道；2、橫澆道；3、內澆道；4、輪轂鑄件型腔下端底面；5、第一直澆道；6、第二直澆道；7、過濾裝置；8、出氣口； 9、冒U; 10、冷鐵。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。 如圖1至圖4所示，本發明所采用的技術方案為 一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，它包括以下步驟1) 模具制造，進行模具設計及分型面的確定，所述的模具采用多箱造型，模型采用東北 紅松為材料，模型底框采用厚方管焊接而成，且長度方向采用整根方管制成，主要是為了不使模具變形，提高模具整體的綜合性能。在型板上鋪設2層木板和1層厚度不少于20mm的 膠合板；2) 砂型制造，將內澆道3設為圓盤狀，將內澆道3設在輪轂鑄件型腔下端底面4中央， 澆注完成后卸去澆注裝置，輪轂鑄件型腔下端底面4中央為主軸承圓孔，所述的內澆道3與 輪轂鑄件型腔的連接處的內澆口為披縫澆口，厚度為10mm，這樣有利于減弱高溫鐵液對砂 型的沖刷，可防止出現沖砂缺陷，也有利于擋渣；根據大孔出流理論，球墨鑄鐵鑄件宜采用 底注式澆注系統，直澆道1上端的直澆口采用定量包拔塞澆注口，這樣有利于鐵液平穩的進 入模具的型腔，也有利于渣和氣的上浮減少澆鑄缺陷，同時定量包還有利于控制澆注溫度， 使得澆注是在設定好的澆注溫度下進行的；以直澆道1的截面積為基準各組元直澆道1、橫 澆道2、內澆道3及過濾裝置7各截面積的比為i:直E橫r內E過4:5.47:1.1: 11，直 澆道1為內徑110mm的陶瓷管將出氣口 8設在最易出現浮渣的位置，出氣口 8的總截面積 大于內澆道3的總截面積，這樣有利于將鑄件內的渣和氣排出型腔；將冒口9設在鑄件上頂 面的最高點，冒口 9總高度大于450mm，這樣有利于鑄件在鐵液冷卻收縮時可以補充因收縮 而所至的缺少部分；將冷鐵10擺放在各個熱節圓(即壁厚和圓角的地方)的下方，目的是為 了加快鑄件熱節圓處的冷卻，可以防止鑄件產生縮松和縮孔的缺陷；3) 澆注成型，將鐵液的化學成分控制在碳C3.68。/。、硅Si2.0P/。、錳Mn 0.118%、硫 S 0.0071%、稀土Re 0.029%、鎂Mg 0.0463%、銻Sb0.0005%，及碳當量為4.35，出鐵溫度為 1485°C，爆鎂時間為2.47m,澆注溫度控制在1315°C,并將停止時間控制在16m內，澆注時 間為110s的條件下進行澆注成型。
權利要求
1、一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，它包括以下步驟1)模具制造；2)砂型制造；3)澆注成型，其特征在于所述的步驟2)砂型制造時，將內澆道(3)設為圓盤狀，將內澆道(3)設在輪轂鑄件型腔下端底面(4)中央，采用底注式澆注系統，直澆道(1)上端的直澆口采用定量包拔塞澆注口，以直澆道(1)的截面積為基準各組元直澆道(1)、橫澆道(2)、內澆道(3)及過濾裝置(7)各截面積的比為∑直∶∑橫∶∑內∶∑過＝1∶5.0～6.0∶1.0～1.2∶8.0～13.0；將出氣口(8)設在最易出現浮渣的位置，出氣口(8)的總截面積大于內澆道(3)的總截面積；將冒口(9)設在鑄件上頂面的最高點，冒口(9)總高度大于450mm；將冷鐵(10)擺放在各個熱節圓的下方；所述的步驟3)澆注成型是指，鐵液在出鐵溫度為1420℃～1500℃，爆鎂時間為1.20m～5.00m，澆注溫度控制在1280℃～1350℃，澆注時間為50s～130s的條件下進行澆注成型。
2、 根據權利要求l所述的風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，其特征在于所述的鐵液的化學 成分為碳C 3.5%~3.95%、硅Si 1.5%~2.9%、錳Mn 0.07%~0.11o/o、硫S 0.003%~0.010%、 稀土 Re 0.01%~0.05%、鎂Mg 0.02%~0.06%、銻Sb0.0012。/o 0.0P/o及碳當量為4.25~4.95。
3、 根據權利要求2所述的風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，其特征在于所述的化學成分為 碳C 3.680/。、硅Si2.010/0、錳Mn 0.118%、硫S 0.0071%、稀土Re 0.029%、鎂Mg 0.0463%、 銻Sb0扁50/0。
4、 根據權利要求2所述的一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，其特征在于所述的碳當量為4.35。
5、 根據權利要求1所述的一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，其特征在于所述的冒口 (9) 為數量為4個，所述的內澆道(3)與輪轂鑄件型腔的連接處的內澆口為喇叭形，厚度為6mm 14rnm。
6、 根據權利要求1所述的一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，其特征在于所述的出鐵溫度為1485'C，爆鎂時間為2.47m，澆注溫度控制在1315°C，澆注時間為llOs。
7、 根據權利要求1所述的一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，其特征在于所述的直澆道包括第一直澆道(5)和第二直澆道(6)，所述的橫澆道(2)位于第一直澆道(5)和第二直 澆道(6)之間并與兩者相通，所述的圓盤狀內澆道(3)的圓盤中心與第二直澆道(6)的下 端相通。
8、根據權利要求1所述的一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，其特征在于所述的過濾裝置(7)為過濾泥芯。
全文摘要
一種風力發電機輪轂鑄件的鑄造方法，包括模具制造；砂型制造；澆注成型。砂型制造時，將內澆道設為圓盤狀且設在鑄件型腔下端底面中央，采用底注式澆注系統，直澆口采用定量包拔塞澆注口，各個澆道的面積之比為∑直∶∑橫∶∑內∶∑過＝1∶5.0～6.0∶1.0～1.2∶8.0～13.0；澆注成型是指，鐵液在出鐵溫度為1420℃～1500℃，爆鎂時間為1.20m～5.00m，澆注溫度控制在1280℃～1350℃，澆注時間為50s～130s的條件下進行澆注成型。采用以上方法后，能使大型鑄件不易變形、不易產生縮孔、不易產生縮松、不易產生夾渣及成品率較高。
文檔編號B22C9/02GK101618429SQ200910101188
公開日2010年1月6日 申請日期2009年7月25日 優先權日2009年7月25日
發明者趙益峰, 陳倩慧, 超 馬 申請人:日月重工股份有限公司