CN103484754A

CN103484754A - 行星架用球墨铸铁的生产方法

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Publication number: CN103484754A
Application number: CN201310377244.7A
Authority: CN
Inventors: 应亮; 郑燕华; 宋贤发; 傅明康
Original assignee: RIYUE HEAVY INDUSTRY CO LTD
Current assignee: RIYUE HEAVY INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: CN103484754B

Abstract

行星架用球墨铸铁的生产方法，本发明公开了一种燃气进气壳用耐热球墨铸铁的生产方法，包括配料工序、熔炼工序、球化工序、孕育工序和浇注工序；所述的燃气进气壳用耐热球墨铸铁，其成分的重量百分比控制如下：C3.00-3.40%，Si3.60-4.00%，Mn0.30-0.60%，P≤0.050%，S≤0.020%，Re0.010-0.030%，Mg0.020-0.060%，Mo0.40-0.70%，余量为铁；本发明生产的燃气进气壳用耐热球墨铸铁具有高温强度高以及具有抗氧化和抗生长等耐热性能。

Description

行星架用球墨铸铁的生产方法

技术领域

本发明涉及球墨铸铁的生产方法，具体讲是一种行星架用球墨铸铁的生产方法。

背景技术

随着我国能源结构的变化，在风电技术逐步成熟、成本的降低以及国家政策大力扶持等因素的促进，未来国内风电装机容量增速显著。行星架作为风力发电机组的一个关键组件，必须保证具有足够的强度来承受所受的环境影响，然而由于随着铸件壁厚的增加，球墨铸铁铸件的石墨形态和基体组织会发生恶化，因此现有技术需要通过后期的热处理才能保证球墨铸铁行星架铸件达到力学性能方面的要求，但是热处理带来了操作复杂、能耗大、成本高、铸件易变形的问题，而现有技术采用铸态生产方式来获得的行星架力学性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种操作简单、能耗小、成本低的行星架用球墨铸铁的生产方法，克服厚大断面球墨铸铁铸件由于冷却速度缓慢带来的石墨形态差、基体组织粗大等现象，使采用本发明球墨铸铁在铸态下生产的行星架具有优异的力学性能。

本发明的技术解决方案如下：一种行星架用球墨铸铁的生产方法，包括配料工序、熔炼工序、球化工序、孕育工序和浇注工序；所述的行星架用球墨铸铁，其成分的重量百分比控制如下：C 3.40%～3.70%,Si 2.0%～2.2%，Mn≤0.4%，P≤0.03%，S≤0.02%，Cu 0.4%～1.0%，Sb 0.006%～0.015%，Re 0.01%～0.02%，Mg 0.03%～0.05%，余量为铁；

所述的球化工序中，采用冲入法进行球化，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量为铁液总重量的0.80%～1.0%，并加大铁液冲入球化包的流量，使得每7000kg铁液在90s内完成球化反应。

作为优选，所述的行星架用球墨铸铁，其成分的重量百分比控制如下：C 3.60%～3.70%,Si 2.0%～2.2%，Mn≤0.2%，P≤0.02%，S≤0.02%，Cu 0.8%～1.0%，Sb 0.008%～0.01%，Re 0.01%～0.015%，Mg 0.03%～0.035%，余量为铁。

所述的熔炼工序中，采用冲天炉—电炉双联熔炼。

所述的孕育工序中，孕育次数控制在2～4次，如采用多次孕育技术，出铁时采用75硅铁孕育剂进行孕育，粒度为3-8mm，加入量为铁液重量的0.2～0.6%，浇注前采用硅钙钡孕育剂进行随流孕育，粒度为0.2-1mm，加入量为铁液重量的0.1%，并且采用75硅铁孕育块进行型内孕育，加入量为铁液重量的0.08%。

所述的浇注工序中，浇注温度控制在1290℃～1315℃。

本发明的有益效果是：本发明采用冲天炉—电炉双联熔炼，有效的提高了原铁液的纯净度, 采用微合金化技术进行熔炼处理，在铁液中添加促进珠光体形成的合金，最终使铸件本体力学性能达到达到EN-1563(2011) EN-GJS-700-2附铸试块的性能要求，提高铸件的总体性能。

本发明采用冲入法进行球化，球化剂选用稀土镁硅铁合金，由于在球化过程中加大了铁液冲入球化包时的流量，使球化反应时间在90s内完成，提高了镁和稀土的吸收率，增强了脱硫效果，相应地降低了球化剂的加入量，球化剂加入量控制在0.80%～1.00%之间，从而把铁液中的残余稀土量和残余镁量控制在较低范围，残余稀土量控制在0.01%～0.02%，残余镁量0.03%～0.05%，通过该方法，在净化铁液和细化石墨的同时，促进了珠光体的形成以及细化了珠光体组织。

本发明采用多次孕育技术，出铁时采用75硅铁孕育剂进行孕育，粒度为3-8mm，加入量为铁液重量的0.2～0.6%，浇注前采用硅钙钡孕育剂进行随流孕育，粒度为0.2-1mm，加入量为铁液重量的0.1%，并且采用75硅铁孕育块进行型内孕育，加入量为铁液重量的0.08%。以此解决铸件由于壁厚较大、冷却速度缓慢、共晶凝固时间长造成的石墨形态差，球化衰退等现象。

采用本发明行星架用球墨铸铁采用铸态生产方式生产的球墨铸铁行星架，具有铸件不易变形的特点，同时克服了厚大断面铸件由于冷却速度缓慢带来的石墨形态差、基体组织粗大等现象，使球墨铸铁行星架具有优异的力学性能，并大大延长了球墨铸铁行星架的使用寿命。

具体实施方式

下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

采用本发明的方法生产3300T行星架，该行星架是3兆瓦海上大型风力发电机组关键部件，产品重5吨，最大外形尺寸φ1560mm×1100mm，最大壁厚超过100mm，通过对熔炼工艺、球化孕育处理、浇注工艺的控制，浇注铸件。在铸件上附铸标准试块（70mm×105mm×180mm）和超标准试块150mm×150mm×150mm。最终对试块及铸件本体进行检测。

实施例一

采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料配料，采用冲天炉—电炉双联熔炼，采用冲入法进行球化，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量为铁液总重量的0.85%，并加大铁液冲入球化包的流量，使球化反应在68s内完成；采用多次孕育技术，出铁时采用75硅铁孕育剂进行孕育，粒度为3-8mm，加入量为铁液重量的0.2～0.6%，浇注前采用硅钙钡孕育剂进行随流孕育，粒度为0.2-1mm，加入量为铁液重量的0.1%，并且采用75硅铁孕育块进行型内孕育，加入量为铁液重量的0.08%；最终制得由以下重量百分比的成分组成的铁液：C 3.52%,Si 2.13%，Mn 0.26%，P 0.023%，S 0.009%，Cu 0.68%，Sb 0.012%，Re 0.013%，Mg 0.038%，余量为铁。将铁液静置到1311℃，浇注铸件，浇注行星架铸件本体以及标准和超标准附铸试块。

对行星架铸件本体及附铸试块进行性能检测，结果见表1。

表1 行星架铸件本体和附铸试块性能检测结果

名称	关键壁厚mm	抗拉强度MPa	屈服强度MPa	延伸率%	硬度HB
						70mm×105mm×180mm标准试块	70	851	550	4.4	298
150mm×150mm×150mm超标准试块	150	749	475	3.9	252
						铸件本体	300	742	457	3	215
欧标标准	60＜t≤200	≥650	≥380	≥1	210～305

实施例二

采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料配料，采用冲天炉—电炉双联熔炼，采用冲入法进行球化，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量为铁液总重量的0.90%，并加大铁液冲入球化包的流量，使球化反应在60s内完成；采用多次孕育技术，孕育次数控制在4次，包括型内孕育和随流孕育；最终制得由以下重量百分比的成分组成的铁液：C 3.58%,Si 2.09%，Mn 0.31%，P 0.028%，S 0.011%，Cu 0.73%，Sb 0.011%，Re 0.014%，Mg 0.041%，余量为铁。将铁液静置到1309℃，浇注行星架铸件本体以及标准试块和超标准试块。

当铸件冷却后，对行星架铸件本体及试块进行性能检测，结果见表2。

表2 行星架铸件本体和附铸试块性能检测结果

试块名称	关键壁厚mm	抗拉强度MPa	屈服强度MPa	延伸率%	硬度HB
						70mm×105mm×180mm标准试块	70	836	512	3.0	295
150m×150mm×150mm超标准试块	150	746	485	4.1	252
						铸件本体	300	729	508	3.2	213
欧标标准	60＜t≤200	≥650	≥380	≥1	210～305

实施例三

采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料配料，采用冲天炉—电炉双联熔炼，采用冲入法进行球化，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量为铁液总重量的0.90%，并加大铁液冲入球化包的流量，使球化反应在64s内完成；采用多次孕育技术，孕育次数控制在3次，包括型内孕育和随流孕育；最终制得由以下重量百分比的成分组成的铁液：C 3.60%,Si 2.12%，Mn 0.2%，P 0.02%，S 0.009%，Cu 0.8%，Sb 0.01%，Re 0.011%，Mg 0.035%，余量为铁。将铁液静置到1305℃，浇注铸件。

当铸件冷却后，对铸件本体及试块进行性能检测，结果见表3。

表3 铸件本体和附铸试块性能检测结果

试块名称	关键壁厚mm	抗拉强度MPa	屈服强度MPa	延伸率%	硬度HB
						70mm×105mm×180mm标准试块	70	826	491	4.6	292
150m×150mm×150mm超标准试块	150	729	432	3.6	248
						铸件本体	300	733	461	3.3	216
欧标标准	60＜t≤200	≥650	≥380	≥1	210～305

实施例四

采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料配料，采用冲天炉—电炉双联熔炼，采用冲入法进行球化，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量为铁液总重量的0.85%，并加大铁液冲入球化包的流量，使球化反应在75s内完成；采用多次孕育技术，孕育次数控制在3次，包括型内孕育和随流孕育；最终制得由以下重量百分比的成分组成的铁液：C 3.55%,Si 2.11%，Mn 0.36%，P 0.019%，S 0.010%，Cu 0.75%，Sb 0.010%，Re 0.013%，Mg 0.039%，余量为铁。将铁液静置到1305℃，浇注行星架铸件本体和附铸标准试块（70mm×105mm×180mm）和超标准试块150mm×150mm×150mm。

当铸件冷却后，对铸件本体及试块进行性能检测，结果见表4。

表4 铸件本体和附铸试块性能检测结果

试块名称	关键壁厚mm	抗拉强度MPa	屈服强度MPa	延伸率%	硬度HB
						70mm×105mm×180mm标准试块	70	791	474	4.3	295
150m×150mm×150mm超标准试块	150	765	510	3.8	255
						铸件本体	300	747	486	2.8	217
欧标标准	60＜t≤200	≥650	≥380	≥1	210～305

Claims

1.一种行星架用球墨铸铁的生产方法，包括配料工序、熔炼工序、球化工序、孕育工序和浇注工序；其特征在于：所述的行星架用球墨铸铁，其成分的重量百分比控制如下：C 3.40%～3.70%,Si 2.0%～2.2%，Mn≤0.4%，P≤0.03%，S≤0.02%，Cu 0.4%～1.0%，Sb 0.006%～0.015%，Re 0.01%～0.02%，Mg 0.03%～0.05%，余量为铁；

所述的球化工序中，采用冲入法进行球化，球化剂为稀土镁硅铁合金，加入量为铁液总重量的0.80%～1.0%，并使每7000kg铁液在90s内完成球化反应。

2.根据权利要求1所述的行星架用球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的行星架用球墨铸铁，其成分的重量百分比控制如下：C 3.60%～3.70%,Si 2.0%～2.2%，Mn≤0.2%，P≤0.02%，S≤0.02%，Cu 0.8%～1.0%，Sb 0.008%～0.01%，Re 0.01%～0.015%，Mg 0.03%～0.035%，余量为铁。

3.根据权利要求1所述的行星架用球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的熔炼工序中，采用冲天炉—电炉双联熔炼。

4.根据权利要求1所述的行星架用球墨铸铁的生产方法，其特征在于：所述的孕育工序中，孕育次数控制在2～4次。

5.根据权利要求1所述的行星架用球墨铸铁的生产方法，其特征在于：在所述的浇注工序中，浇注温度控制在1290℃～1315℃。