[发明专利]一种高速电梯用钒钛合金减磨铸铁绳轮及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电梯铸件制造领域，具体涉及一种高速电梯用钒钛合金减磨铸铁绳轮及其生产工艺。

背景技术

随着城市的发展,城市人口分布也越来越密集,高层建筑如雨后春笋般争相涌现,而做为垂直交通工具的电梯不仅是人们代步的工具,同时也是人类物质文明的一种标志。从世界各大城市的电梯平均每年运行次数看,香港已达50万次,纽约43万次,新加坡35万次,悉尼25万次,伦敦22万次。可见在城市化水平越高,高层、超高层建筑分布越稠密的地区,电梯的使用频率越高。目前,许多国家计划在最近建造超高层建筑,即指100层(高450m)左右,甚至是500m以上的高楼。随着超高层建筑的增多,对电梯各种性能,特别是对其速度、容量等提出了更高的要求。而作为高速电梯的主要承载部位反绳轮的材质和性能要求更为凸显。

电梯绳轮要承受轿厢、载重量、对重等装置的全部动静载荷，因此要求绳轮强度大、韧性好、耐磨损、耐冲击，而在电梯铸铁零部件中选用最多的基本就是灰铸铁，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，在生产中应用最为广泛，约占铸铁总量的80%。灰铸铁组织相当于在钢的基体上分布着片状石墨，其基体的强度和硬度不低于相应的钢，但由于石墨的存在使灰铸铁的抗拉强度、塑性及韧性都明显低于碳钢。石墨片的数量越多、分布越不均匀，对基体的割裂作用越严重，但是石墨片很细，尤其相互连接时，也会使承载面积显著下降。同时，由于石墨的存在，使灰铸铁的铸造性能、减摩性、减振性和切削加工性都高于碳钢，缺口敏感性也较低。另外，灰铸铁还有一个特性，就是其强度与铸件的壁厚有关，铸件壁厚增加则强度降低，这主要是由于壁厚增加使冷却速度降低，造成铸件性能质量的降低。因此，灰铸铁材料的力学性能不光取决于铸造工艺，还与铸件的尺寸有很大的关系。例如，灰铸铁HT300铸件壁厚为10~20mm时，其最低抗拉强度为290MPa，而当其壁厚达30~50mm时，最低抗拉强度降到230MPa。电梯反绳轮的直径一般在320-640mm之间，而一般来说，直径越大的反绳轮，轮缘壁厚越大，所承载的轿厢重量也越大，这与灰铁材料所特有的力学性能是不匹配的。因此在电梯部件中垂直受拉或侧向受拉则不适合采用灰铁材料的绳轮。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中灰铁作为电梯绳轮材料在使用时存在的技术问题，提供一种高速电梯用钒钛合金减磨铸铁绳轮及其生产工艺，该绳轮耐磨时间是灰铸铁HT300的2.5倍左右，显著提高了铸铁的硬度、强度、耐磨度、延展性、抗腐蚀性及稳定性，改善铸铁的切削性能，打破现在高速减磨电梯绳轮全部依靠进口的局面，使进口高端、铸件国产化。

技术方案：一种高速电梯用钒钛合金减磨铸铁绳轮，该绳轮由以下重量百分比的组分制成：C：3.1%～3.4%，Si：1.4%～1.8%，Mn：0.5%～0.8%，Ti：0.05%～0.15%，V：0.20%～0.30%，Cu：0.2%～0.4%，P：0.01%～0.025%，Sb：0.01%～0.05%，S：0.01～0.05%，余量为Fe。

基于上述技术方案，所述绳轮由以下重量百分比的组分制成：C：3.2%，Si：1.6%，Mn：0.7%，Ti：0.10%，V：0.25%，Cu：0.3%，P：0.02%，Sb：0.03%，S：0.04%，余量为Fe。

一种如权利要求1所述的钒钛合金减磨铸铁绳轮生产工艺，该工艺包括以下步骤：

步骤1：采用铁型覆膜砂制作型砂：选用覆膜砂型号为：粒度为70～140目占比50～60%，粒度为50～100目占比35%～55%，中强度3.0以上，覆膜厚度为8～12mm，在铁型覆膜砂制作模板上设置排气处理结构，发气量＜15；

步骤2：浇注液的制作：首先，准备原材料：钒钛生铁，低碳废钢，钒铁，硅铁，钛铁，锰铁，铜，锑以及复合孕育剂，