[发明专利]一种固溶强化铁素体球墨铸铁风电铸件的铸型和铸造方法

说明书

本发明公开了一种固溶强化铁素体球墨铸铁风电铸件的铸型和铸造方法，所述铸型包括砂箱、砂型和型芯，砂型和型芯组合形成的空腔结构包括：所述铸型中设有：铸件型腔，所述铸件型腔形状拟合所述风电铸件的外形，所述铸件型腔上面设有若干冒口；浇注系统，所述浇注系统包括至少一个进铁口、至少一条铁水主流道、中心分流腔、若干铁水分流道和若干过滤器；以及增温系统，所述增温系统包括若干热风通道，所述热风通道连通设于所述铸件型腔上方。本发明的铸型中，所述浇注系统分布合理，多条铁水分流道可大大缩短浇注时间，保证进铁平稳，结合所述过滤器的使用，可有效避免铸件出现冷隔及夹渣缺陷。所述冒口的设置可保证型腔的冒口补缩。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种固溶强化铁素体球墨铸铁风电铸件的铸型和铸造方法。

背景技术

目前，随着风电市场竞争的加剧，风电厂商一方面在研发大功率的发电机组，另一方面对制造成本进行控制，风电机组的轻量化已经成为一种趋势，这就要求风电铸件必须使用更高强度的风电材料。

Si是铸铁中最常用的元素，可以强化铁素体，使铁素体的强度提高。但以前一直认为Si使球墨铸铁变脆。1949年，Mills申请的美国第一个球墨铸铁专利认为，增加w(Si)量(>2.5％)可明显降低力学性能，特别是韧性、抗拉强度和延展性。在实际生产以及随后的研究中则发现上述表述有很大的局限性，1998年，瑞典规定了用w(Si)量为3.2％来生产QT450，用w(Si)量为3.7％来生产QT500，用w(Si)为3.7％来生产QT500。瑞典Indexator公司的研究认为，对于抗拉强度500MPa的级别，利用Si固溶强化铁素体，可使铁素体球墨铸铁的断后伸长率是常规铁素体-珠光体球墨铸铁的2倍，同时屈服强度增加，屈服比从0.6增加到0.8，冲击性能稍优，克服了生产难点，并称这种Si强化的球墨铸铁和ADI为第二代球墨铸铁。至今，美国等已收授了3个用Si强化的球墨铸铁专利，芬兰等国也在生产中开始应用。目前，许多国外风电整机企业已将此种新型材料列为重点开发与研究的项目，拟为风电铸件所用。

目前已有多家国外风电厂商正在研究将此种材料应用于风电铸件并做了大量的研究工作，国内一些有实力的风电厂商也开始往这个方向发展。硅固溶强化铁素体球墨铸铁作为一种新型的风电材料，一方面由于高的屈强比和良好的伸长率可以减少铸件壁厚，进而减轻铸件重量。另一方面铸件重量的减轻不仅有利于制造成本的降低，而且整机的重量和成本也会大幅降低。因此，对于此种新型风电材料的研究和应用已成为一种势在必行的趋势。

但是从开发情况来看，相对于普通材料，由于铸造硅固溶强化铁素体球墨铸铁材料的铁液流动性能差，在熔炼工艺、造型工艺等方面具有一定的独特性和复杂性，尤其是使用这种材料铸造尺寸较大且结构复杂的风电铸件时，存在夹渣倾向大，缩松倾向更大等问题，使得这种材料的风电铸件无法量产，因此急需对这种材料的铸造风电铸件的工艺进行改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固溶强化铁素体球墨铸铁风电铸件的铸型，使用该铸型铸造固溶强化铁素体球墨铸铁风电铸件，可有效解决夹渣和缩松现象，提高风电铸件性能的同时可实现量产。

本发明的固溶强化铁素体球墨铸铁风电铸件的铸型包括砂箱、砂型和型芯，其特征在于，所述铸型的空腔结构包括：

铸件型腔，所述铸件型腔由砂型和型芯组合而成，形状拟合风电铸件的外形，所述铸件型腔上面设有若干冒口；

浇注系统，所述浇注系统包括至少一个进铁口、至少一条铁水主流道、中心分流腔和若干铁水分流道，所述铁水主流道和所述铁水分流道设于所述铸型底部，所述中心分流腔设于所述铸型底部中心位置；所述铁水主流道上游与所述进铁口接通，下游与所述中心分流腔接通；若干所述铁水分流道呈发散状均匀分布，且上游与所述中心分流腔接通，下游末端通入所述铸件型腔，若干所述铁水分流道上分别设有过滤器；以及

增温系统，所述增温系统包括若干热风通道，所述热风通道连通设于所述铸件型腔上方。