风电铸件气孔产生原因及其对策.pdf

?
铸造工程
Foundry Engineer ing
风电铸件气孔产生原因及其对策
王常银
(浙江佳力风能技术有限公司,浙江杭州311241
摘要:分析了大型风力发电设备零部件轮毂、底座等铸件气孔缺陷的产生原因,并提出相应的
解决方策。通过在工艺设计、造型材料、造型制芯过程及熔炼、浇注等各个环节采取针对性措
施,基本消除了铸件的气孔缺陷
关键词:风电铸件;气孔缺陷;解决方案
中图分类号:TG245文献标识码:B文章编号:1673-3320(2012)01-0034-02
Causes of Blowhole for Wing Power Castings and Their Countermeasures
Wang Changyin
(Zhejiang Jiali Wind Power Technology Co, Ltd, Hangzhou 311241, Zhejiang, China
Abstract: The causes of blowhole for large wing power castings were analyzed, and their related
solutions were presented. The countermeasures were carried out respectively in process design, molding
materials, molding and core making process, melting and pouring, and the casting defects were basically
eliminated
Key words: wing power casting; blowhole; solution
进入21世纪以来,能源危机意识成为世界共部分热节区域放置冷铁。采用底注式环形浇注
识,促使人们越来越多地利用永续能源。国家对系统:直浇道100~120mm,横浇道为异形
风力发电的投入不断增大,越来越多的铸造企业(80mm85mm)×70mm,内浇道为陶瓷管或披缝
也开始进入风力发电铸件的制造领域。
式
由于风电整机所处的环境对风电铸件的要
求非常高,也增加了风电恃件企业铸件生产的难2气孔缺陷产生原因及解决方案
度。浙江佳力风能技术有限公司自2005年起开始2.1产生原因
进行风电铸件的大批量生产,本文结合了公司目
1造型及制芯
前的生产条件,对风电产品铸件生产过程中常见
砂子过细或微粉含量过高导致型砂透气性
气孔缺陷的产生原因进行分析,并提出相应的解差;型砂的配比不当导致其发气量过大:流涂后
决方案
涂料未充分干燥,或涂料发气量过大。
制芯时未放置或未正确放置泥芯的排气系
1现有铸件工艺
统,或排气系统不完善;泥芯引气孔密封不严
风电铸件轮毂、底座采用树脂砂造型、密,致使浇注时铁水通过披缝钻入排气通道而堵
制芯。砂箱内档尺寸3500~5200mm;外模死通气孔。
上、下铁型板,芯盒采用开式和稻桶式,收缩2.1.2浇注系统
率0.8%~1%,起模斜度1~1.2mm;砂芯采
浇注系统设置不恰当,导致铁水充型不平
用@8mm通气绳多根组合引到型腔外排气,稳,有气体卷入;排气系统总截面积偏小,会在
收稿日期:2011-08-24
作者简介:王常银(1979-),男,工程师,主要从事树脂砂型风电类铸件的铸造
2012年第1期
ww. XICHUI I.cm
凤电例
铸件的某些部位产生气孔。
固。冷铁使用面不允许有任何铸造缺陷;冷铁使
2.1.3冷铁
用前必须进行表面处理;如在存放过程中有受潮
采用的冷铁有缺陷或冷铁不于燥,有锈点、现象,必须在充分烘干后方能使用。
油污等。
2.2.4浇注工艺
2.1,4浇注工艺
铁液温度低,铁液内气体析出造成析出性
浇注温度过低,浇注速度慢;孕育剂或球化气孔缺陷,表现为弥散气孔或渣气孔。高温熔
剂不干燥且粒度不当;铁液未充分除渣,浇注时炼、有效孕育和充分除渣对防止气孔缺陷的产生
未仔细挡渣而引起铸件的渣气孔;浇注时未及时非常有益。浇注温度如果控制得当,在大量发气
点火引气,导致排气不畅。
前使铁液表层凝固结壳,气体就不能侵入,从而
2.2解决方案
减少气孔缺陷产生的机会。同时,铁液的浇注温
2.2.1造型及制芯
度也不能过低,浇注温度低,铁液黏度大,其内
综合考虑型(芯)砂的性能,不能片面追部卷入气体的上浮阻力就增大,形成气孔的倾向
求强度。当强度太高时,势必要增加树脂的加入反而大。根据生产经验,铁水的出铁温度应控制
量,使型(芯)砂的发气量増大,从而増大铸件在1420~1440℃,球化处理后浇注温度应控制
气孔倾向。严格控制旧砂质量,烧灼减量控制在在1330~1350℃(根据铸件大小与壁厚可适当调
3%以下,微粉含量控制在0.6%~0.8%;新砂粒度整)
30~50目,固定加入质量分数5%左右;树脂加入
注意做好铁液的去渣,浇注时挡渣、引火等
量控制在砂子质量的1.0%~1.2%,固化剂加入量操作,并使用充分干燥的球化剂、孕育剂。
控制在树脂质量的30%~50%(根据使用环境温度
浇注时,必须做好充分的引火准备,如在排
及所需起模时间进行相应调整):树脂尽量选用含气口放置易燃物质,在砂箱的四周挂上易燃的回
氮量较低(2%以下)的呋喃树脂。
丝、棉纱等,一边浇注一边及时引火。
制芯过程中必须充分考虑砂芯的排气及排
气通道的防护。制作砂芯时在秒芯中埋入通气绳3结论
(大型砂芯放置适量的焦炭,并用8mm的通气绳
1)从造型工艺入手,减少造型材料的发气
组合成约∮30mm左右的通气道),将通气绳从芯量,提高型砂的透气性,浇注前对型腔进行充分
头部位引出,并在芯头部位设置排气空腔。配模预热,确保气道畅通,保证能快速、及时排气。
时应做好通气绳裸露部分的防护,同时应注意防
2)创造性地采用组合浇注系统,兼容了拔
止砂芯披缝走铁而堵死排气通道:排气系统均应塞浇口、锯齿形过滤横浇道、加入过滤片的内浇
将通气绳引至型外,并做好明显标识,便于浇注道、底注式等众多浇注方式,从而提高了铁液的
时点火引气。
纯净度与出气能力,减少了浇注时气体的卷入。
2.2浇注系统
3)通过在工艺、造型材料、造型制芯过程
浇注系统按半开放或半封闭原则设置,且须配模及熔炼浇注等各个环节采取相应的措施,基
具有一定的挡渣功能(如在横浇道上设置锯齿形本消除了大型风电铸件的气孔缺陷。
挡、集渣包),这样铁液充型时比较平稳,不会对
型腔形成冲击,避免产生飞溅或卷入气体。浇注
系统的截面大小按150~165kg/s的浇注速度计算
较为适宜。
在模型较高处及上平面铁液死角设置数量足
够、截面恰当的扁出气或园出气,通常排气截面
积总和应为内浇道总截面积的1.5~1.8倍.
2.2.3冷铁
铸件热节部位必须放置冷铁以达到均衡凝
2012年第1期
35