近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，對風(fēng)電鑄件的需求量不斷增加，風(fēng)力發(fā)電中的大型零件，如輪轂、機(jī)座等都采用球墨鑄鐵進(jìn)行生產(chǎn)。此類鑄件隨功率的不同，重量在500015000kg之間。由于壁厚較厚（一般大于100mni，重量較重，冷卻速度慢，凝固時(shí)間長，特別是要滿足良好的綜合力學(xué)性能要求，對生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格。生產(chǎn)的輪轂鑄件材質(zhì)為QT400-18AL，具體性能要求見表1.要達(dá)到以上要求，對各種原材料的質(zhì)量，各工序的工藝控制以及總體工藝路線提出了更高的要求。

　　表1輪轂鑄件的力學(xué)性能要求抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度伸長率布氏硬度HB -20°C沖擊功超聲波探傷三個(gè)試樣的平均值單個(gè)試樣most小值18不低于3級1鑄件工藝分析生產(chǎn)的輪轂為1.5MW級，毛坯重量約9球體輪廓直徑2700mm，most大壁厚150200mm，三個(gè)葉片孔徑01900mm.輪轂結(jié)構(gòu)及澆注工藝見。

　　1.1造型工藝輪轂的外形結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，分型面為三個(gè)葉片孔中心平面。由于前期為試制，為節(jié)約模具制作費(fèi)用，上、下外模采用刮制水泥胎模，三個(gè)葉片孔位置及芯頭采用配木模或泡沫活塊。為保證尺寸精度，胎模在模板上制作，各芯頭輪廓位置劃線定位，圓弧過渡部分采用樣板進(jìn)行檢測。：雷翠平（1974-，女，工程師，主要從事樹脂砂鑄造和汽車鑄件的工藝、工裝模具設(shè)計(jì)以及新產(chǎn)品開發(fā)與試制。E-mail：leicuiping1163.com 1.2型芯工藝設(shè)計(jì)芯子設(shè)計(jì)成上下兩個(gè)半模，芯子的制作采用在鑄型內(nèi)貼鑄件壁厚打芯（見的方法，就是在造好的外型內(nèi)用刮板刮出內(nèi)腔（貼鑄件壁厚），利用這個(gè)內(nèi)腔做芯盒，打出芯子（打芯），然后起出芯子，去除貼上去的壁厚，most后下芯合箱，不用投入大型芯盒工裝，大大降低前期費(fèi)用，為正式生產(chǎn)時(shí)芯盒制作提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)。芯子的工藝設(shè)計(jì)要滿足下列要求：芯子整體要有足夠的強(qiáng)度和剛度、不變形；芯子要固定平穩(wěn)和便于排氣；中間芯鐵安放要方便澆注系統(tǒng)的開設(shè)；芯子的形狀尺寸及在鑄型中的位置要滿足鑄件尺寸要求。為了保證型、芯的尺寸精度，采用呋喃樹脂砂造型，型、芯表面刷醇基石墨涂料，涂料厚度0.5mm，過渡部分采用樣板進(jìn)行檢測修磨。

　　1￥2鑄內(nèi)貼鑄件窄I打芯Fig. 1.3澆注系統(tǒng)及冒口設(shè)計(jì)1.3.1澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算澆注系統(tǒng)采用階梯式，上下共分三層，每層6個(gè)內(nèi)澆道，澆注系統(tǒng)由耐火磚管組成。

　　由于鑄件比較厚大，澆注系統(tǒng)采用開放式，澆冒口重量按毛重的40°%估算。

　　G=鑄件毛重+澆冒口平均壓力頭計(jì)算：Hp=H-C/2=260-220/2=150cm：為平均壓力頭，mm；H.為澆口杯水平面至內(nèi)澆道距離，cm；C為鑄件在鑄型內(nèi)的總高度，cm.澆注系統(tǒng)most小總截面積計(jì)算：為阻流系數(shù)取0.4；t為澆注時(shí)間，s；Hp為平均壓力頭，mm. 1.3.2補(bǔ)縮冒口及外冷鐵設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：保證厚大部位的凝固得到有效補(bǔ)縮。

　　局部采用外冷鐵，使外冷鐵部位實(shí)現(xiàn)均衡凝固。

　　及球體面上安放隨形外冷鐵。外冷鐵表面要求烘干除銹處理。

　　為了獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在鑄件本體制作多處附鑄試塊，以便于數(shù)據(jù)采集和分析。

　　2熔煉工藝控制2.1原材料的選擇多選用高純生鐵，要求微量元素含量較低，含Mn量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）要小于0.2%，P的含量要低于0.03%，Ti的含量要小于0.03%.作為配料用廢鋼要嚴(yán)格控制微量元素及含P、S量。

　　2.2化學(xué)成分的選擇對厚大的球墨鑄鐵件，鑄態(tài)組織要求為鐵素體基體，滿足風(fēng)電鑄件的性能要求。碳含量的范圍既要保證充分的石墨化要求，又要防止出現(xiàn)石墨漂浮，一般選擇在3.5%3.8%.對于有低溫沖擊要求的QT400-18AL，終Si量在2.0%2.2%，以獲得良好的補(bǔ)縮性能和各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)。Mn、P具有偏析傾向，要嚴(yán)格控制鐵液成分中Mn<0.2%，P<0.04%，S<0.02%，防止出現(xiàn)成分偏析而影響性能指標(biāo)。

　　2.3球化孕育處理采用包內(nèi)球化孕育處理，球化劑采用低Si球化劑，增加孕育劑的加入量，采用多次孕育的方式進(jìn)行孕育。

　　由于鑄件重量較大，澆注時(shí)間相對較長，為了達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求，加強(qiáng)鐵液球化的抗衰退能力，根據(jù)許多廠家的經(jīng)驗(yàn)，對鐵液進(jìn)行預(yù)處理，也就是說在球化操作之前，采用合理的預(yù)處理劑，使鐵液中的O、S含量降低，并形成穩(wěn)定的形核質(zhì)點(diǎn)，改善鐵液的內(nèi)在質(zhì)量，為進(jìn)一步球化反應(yīng)創(chuàng)造良好的條件。預(yù)處理工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有：大大提高抗衰退能力，降低球化劑的加入量，提高M(jìn)g的吸收率，增加單位面積石墨成球質(zhì)子數(shù)，提高球化率，減少收縮，消除縮松；凈化鐵液，去除鐵液中的夾雜物，使其便于扒除。

　　2.4澆注工藝采用兩個(gè)澆包進(jìn)行澆注，澆注時(shí)要求大流量快速澆注，澆注時(shí)間控制在90100s，澆注溫度1380°C左右，澆注時(shí)加0.3%的隨流孕育。most終鐵液成分要求：2.5型內(nèi)熱處理澆注之后，利用樹脂砂良好的保溫性、退讓性和鐵液自身的余熱，讓鑄件在鑄型內(nèi)進(jìn)行隨型保溫。使鑄件緩慢冷卻，促進(jìn)凝固時(shí)共析轉(zhuǎn)變穩(wěn)定進(jìn)行，以提高球墨鑄鐵的塑性，緩慢冷卻就相當(dāng)于進(jìn)行了一次熱處理，使殘余熱應(yīng)力得到有效消除，鑄件開箱時(shí)間控3結(jié)束語采用以上工藝措施，生產(chǎn)出的輪轂鑄件力學(xué)性能、金相組織、內(nèi)在質(zhì)量均達(dá)到了風(fēng)電鑄件的技術(shù)要求，但在尺寸上局部有些偏差，這對下一步模具設(shè)計(jì)制作提供了技術(shù)參數(shù)。