[發明專利]一種風電用錐形主軸的制備方法和澆注系統

有效

• 申請號: 201710452147.8
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107245640B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉榮;劉航;胡雙壽;劉洪峰;劉志漢;馬兵;郭銳文
• 申請（專利權）人: 甘肅酒鋼集團西部重工股份有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/04;C22C33/08;B22C9/22;B22C9/02;B22C9/08
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 武戰翠

1.一種風電錐形主軸的制備方法，采用砂型鑄造，砂型由上砂型和下砂型、型芯組成；其特征在于：按質量百分比計：錐形主軸化學成分為C：3.65-3.95%； Si：1.70-2.40%； Mn：≤0.2%； S：≤0.02%；P：≤0.03%；Mg：0.04-0.06%，余量為鐵，具體制備過程包括以下步驟：

步驟1、型砂、芯砂準備：將石英砂、呋喃樹脂、固化劑按質量百分比計：呋喃樹脂加入量占石英砂量的1.0%～1.4 %,固化劑加入量占呋喃樹脂量的40 %～50 %，開動自動混砂機，測試型砂的使用時間控制在8-15min，要求試樣抗拉強度≥0.8 MPa的配方即可使用；

步驟2、造型

a.造上砂型：在模板上放置壓邊冒口、出氣片和上層冷鐵圈后放置砂箱，然后開動混砂機開始造上型砂，砂層厚度達到200mm，用搗砂棒緊實，混砂機旋轉一周用時控制在5-10分鐘；

b.造下砂型：放置澆注系統和中、下層冷鐵后再放置砂箱，然后開動混砂機開始造型，砂層厚度達到200mm，砂層緊實，混砂機旋轉一周用時控制在5-10分鐘；

c.制砂芯：在芯盒內放置好芯骨和冷鐵后，開動混砂機開始制芯，用搗砂棒緊實；

步驟3、起模：砂型4-6小時后起模、取芯，將上、下砂型從模板上吊起后翻箱，將硬化后的砂芯從芯盒中吊出，起模后2小時開始涂刷砂型表面，涂料總厚度0.8-1.2mm；

步驟4：烘烤砂型：將砂芯置入砂型進行烘烤，每遍烘烤2～3分鐘，烘烤結束后扣箱；

步驟5：熔煉：將Q10生鐵、廢鋼加入中頻爐，爐料分2批次加入，第一批加入60%，待第一批爐料熔化后加入SiC粉，SiC粉按照生鐵、廢鋼總質量的0.2%加入，待第一批爐料熔化后加入剩余部分爐料；

步驟6：澆鑄：處理好的鐵水從澆口杯進入直澆道、橫澆道并經過濾片過濾后經內澆道均勻進入進行澆鑄、成型后落砂，即形成錐形主軸，澆注后保溫96小時以上打箱，取出成型的錐形主軸。

2.如權利要求1所述的風電錐形主軸的制備方法，其特征在于：澆包烘烤溫度400-600℃，座包烘烤溫度：200-300℃，待中頻爐爐內溫度達到1460-1470℃時出爐，出爐前扒凈熔渣，加入預留0.15%的生鐵，扒完渣后撒聚渣劑覆蓋鐵水表面；采取一次出鐵至澆包進行球化、孕育處理，鐵水出至2/3時開始均勻加入高鈣鋇孕育劑，球化處理后將澆包內的鐵水倒入座包開始澆注，澆注溫度：1340-1360℃，澆注時間140-160S，球化處理完畢至澆注時間控制在15分鐘以內；其中，放入澆注包內的球化劑其上面覆蓋高鈣鋇孕育劑、增C劑后覆蓋一層生鐵在球化劑的表面，最后在縫隙處撒SiC粉充滿，預處理劑在出鐵水前加入澆包鐵水沖入的一側。

3.如權利要求1所述的一種風電錐形主軸的制備方法，其特征在于：步驟3中的涂料總厚度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面積后點火燃燒，涂刷完后及時清除砂芯表面雜物，等砂芯表面溫度冷至常溫、冷鐵上沒有水分后再涂刷下一遍涂料。

4.如權利要求1所述的一種風電錐形主軸的制備方法，其特征在于：分型面距鑄件300mm范圍，芯頭大平面、芯頭部位及芯子分型面邊緣150mm范圍只涂刷第一遍涂料，涂刷結束后及時清除鐵水進入砂型通道中的雜物。

5.如權利要求1所述的一種風電錐形主軸的制備方法，其特征在于：上層冷鐵圈位于φ2800法蘭上端且與其適配；下層冷鐵圈位于下砂型底端，且與其適配，中層冷鐵圈位于下砂型法蘭下端面。

6.一種用于如權利要求1所述的風電用錐形主軸制備方法的澆注系統，其特征在于：澆注系統采用陶管分別制成橫澆道、直澆道、內澆道，直澆道末端位于下砂型中心處的下方，直澆道末端通入圓盤式空腔，圓盤式空腔均勻連接橫澆道，每一橫澆道上設有對鐵水進行過濾的硅膠過濾片網，每一橫澆道末端連接一內澆道，所有內澆道沿下砂型本體底端的圓周呈均勻通入。

7.如權利要求6所述的澆注系統，其特征在于：澆注系統直澆道采用φ100陶管，橫澆道與內澆道共設置8道，每道采用φ60的陶管。