[发明专利]一种风电用锥形主轴的制备方法和浇注系统

权利要求书

1.一种风电锥形主轴的制备方法，采用砂型铸造，砂型由上砂型和下砂型、型芯组成；其特征在于：按质量百分比计：锥形主轴化学成分为C：3.65-3.95%； Si：1.70-2.40%； Mn：≤0.2%； S：≤0.02%；P：≤0.03%；Mg：0.04-0.06%，余量为铁，具体制备过程包括以下步骤：

步骤1、型砂、芯砂准备：将石英砂、呋喃树脂、固化剂按质量百分比计：呋喃树脂加入量占石英砂量的1.0%～1.4 %,固化剂加入量占呋喃树脂量的40 %～50 %，开动自动混砂机，测试型砂的使用时间控制在8-15min，要求试样抗拉强度≥0.8 MPa的配方即可使用；

步骤2、造型

a.造上砂型：在模板上放置压边冒口、出气片和上层冷铁圈后放置砂箱，然后开动混砂机开始造上型砂，砂层厚度达到200mm，用捣砂棒紧实，混砂机旋转一周用时控制在5-10分钟；

b.造下砂型：放置浇注系统和中、下层冷铁后再放置砂箱，然后开动混砂机开始造型，砂层厚度达到200mm，砂层紧实，混砂机旋转一周用时控制在5-10分钟；

c.制砂芯：在芯盒内放置好芯骨和冷铁后，开动混砂机开始制芯，用捣砂棒紧实；

步骤3、起模：砂型4-6小时后起模、取芯，将上、下砂型从模板上吊起后翻箱，将硬化后的砂芯从芯盒中吊出，起模后2小时开始涂刷砂型表面，涂料总厚度0.8-1.2mm；

步骤4：烘烤砂型：将砂芯置入砂型进行烘烤，每遍烘烤2～3分钟，烘烤结束后扣箱；

步骤5：熔炼：将Q10生铁、废钢加入中频炉，炉料分2批次加入，第一批加入60%，待第一批炉料熔化后加入SiC粉，SiC粉按照生铁、废钢总质量的0.2%加入，待第一批炉料熔化后加入剩余部分炉料；

步骤6：浇铸：处理好的铁水从浇口杯进入直浇道、横浇道并经过滤片过滤后经内浇道均匀进入进行浇铸、成型后落砂，即形成锥形主轴，浇注后保温96小时以上打箱，取出成型的锥形主轴。

2.如权利要求1所述的风电锥形主轴的制备方法，其特征在于：浇包烘烤温度400-600℃，座包烘烤温度：200-300℃，待中频炉炉内温度达到1460-1470℃时出炉，出炉前扒净熔渣，加入预留0.15%的生铁，扒完渣后撒聚渣剂覆盖铁水表面；采取一次出铁至浇包进行球化、孕育处理，铁水出至2/3时开始均匀加入高钙钡孕育剂，球化处理后将浇包内的铁水倒入座包开始浇注，浇注温度：1340-1360℃，浇注时间140-160S，球化处理完毕至浇注时间控制在15分钟以内；其中，放入浇注包内的球化剂其上面覆盖高钙钡孕育剂、增C剂后覆盖一层生铁在球化剂的表面，最后在缝隙处撒SiC粉充满，预处理剂在出铁水前加入浇包铁水冲入的一侧。

3.如权利要求1所述的一种风电锥形主轴的制备方法，其特征在于：步骤3中的涂料总厚度0.8-1.2mm；其中，第一遍涂料波美度45～50，第二遍涂料波美度40～45，第三遍涂料波美度20～30，砂芯每遍涂刷1/3面积后点火燃烧，涂刷完后及时清除砂芯表面杂物，等砂芯表面温度冷至常温、冷铁上没有水分后再涂刷下一遍涂料。

4.如权利要求1所述的一种风电锥形主轴的制备方法，其特征在于：分型面距铸件300mm范围，芯头大平面、芯头部位及芯子分型面边缘150mm范围只涂刷第一遍涂料，涂刷结束后及时清除铁水进入砂型通道中的杂物。

5.如权利要求1所述的一种风电锥形主轴的制备方法，其特征在于：上层冷铁圈位于φ2800法兰上端且与其适配；下层冷铁圈位于下砂型底端，且与其适配，中层冷铁圈位于下砂型法兰下端面。

6.一种用于如权利要求1所述的风电用锥形主轴制备方法的浇注系统，其特征在于：浇注系统采用陶管分别制成横浇道、直浇道、内浇道，直浇道末端位于下砂型中心处的下方，直浇道末端通入圆盘式空腔，圆盘式空腔均匀连接横浇道，每一横浇道上设有对铁水进行过滤的硅胶过滤片网，每一横浇道末端连接一内浇道，所有内浇道沿下砂型本体底端的圆周呈均匀通入。

7.如权利要求6所述的浇注系统，其特征在于：浇注系统直浇道采用φ100陶管，横浇道与内浇道共设置8道，每道采用φ60的陶管。