CN115820970B - 一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 - Google Patents
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115820970B CN115820970B CN202211421284.2A CN202211421284A CN115820970B CN 115820970 B CN115820970 B CN 115820970B CN 202211421284 A CN202211421284 A CN 202211421284A CN 115820970 B CN115820970 B CN 115820970B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cast iron
- inoculant
- iron solution
- wind power
- spheroidal graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 135
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 105
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 59
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 57
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 53
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229910000592 Ferroniobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- MKPXGEVFQSIKGE-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Si] Chemical compound [Mg].[Si] MKPXGEVFQSIKGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 34
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 16
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 8
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
本发明公开了一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,涉及合金材料技术领域。本发明在制备风电铸件用球墨铸铁时,先将Al‑10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,将合金液倾倒至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂;将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液;对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液;用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。本发明制备的风电铸件用球墨铸铁的具有良好的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料技术领域,具体为一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺。
背景技术
风力发电机组的铸件主要有轮毂、底座、主轴、轴承座、定子轴和转子轴等,其主要材料为球墨铸铁。现生产风电铸件过程中,通过对铁液进行球化处理、多次孕育处理,使铁液中碳析出并在铁液凝固过程中长成球状。
此种工艺存在的问题主要有:1、所用孕育剂为常规孕育剂,含有微量的稀土元素,且不能保证长时间的孕育效果;2、多次孕育处理对原铁液元素含量控制要求高;3、对铸件组织检测时,厚大断面处石墨形态恶化,视场中存在碎块状石墨;碎块状石墨的存在导致铸件力学性能下降,甚至不满足相关技术要求。因此需要的对风电铸件用球墨铸铁的生产工艺进行改善,以得到力学性能更好的球墨铸铁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,以解决现有技术中存在的问题。
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液;
(3)真空超声处理:对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
作为优化,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到100~500Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.1~0.12MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.2~0.3mm,宽为3~4mm,长为7~8mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2:1~3:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2~3min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.034~0.036倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.042~0.046倍的硅铁,在100~300Pa,1600~1700℃,30~40kHz超声1~2h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0095~0.0125倍的稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.002~0.006倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1430~1450℃,球化孕育处理2~3min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.1~0.2mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.004倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至500~540℃备用,再对1430~1450℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.003倍的保温剂,在1430~1450℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,并进行渗氮处理,制得风电铸件用球墨铸铁。
作为优化,步骤(1)所述孕育剂中间合金的制备方法为:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁按质量比20:1:8:30~24:1:10:40加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制备而成。
作为优化,所述铌铁型号为FeNB-60、FeNB-65、FeNB-70中的一种或多种混合;所述铸铁的碳含量为小于3%,硅含量小于2%,余量为铁。
作为优化,步骤(2)所述废钢为轻料型废钢。
作为优化,步骤(3)所述增碳剂的固定碳含量大于99.5%,硫元素含量小于0.025%,粒度小于3mm。
作为优化,步骤(3)所述硅铁为65#硅铁、72#硅铁、75#硅铁中的一种或多种混合。
作为优化,步骤(4)所述稀土硅镁合金球化剂型号为Mg5RE1.5、Mg6RE1.5、Mg7RE1.5、Mg8RE1.5中的一种或多种混合。
作为优化,步骤(5)所述保温剂的二氧化硅含量大于80%,氧化铝含量大于15%,粒度小于3mm。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
本发明在制备风电铸件用球墨铸铁时,先将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液;对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液;用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
首先,将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,将合金液倾倒至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂,加入铌铁和铸铁一起熔融制成孕育剂中间合金,避免了孕育剂中间合金密度较小,易漂浮在铸铁溶液表面的问题,并且增强了与铸铁溶液的浸润性及流动性,使制得的薄带状孕育剂可以均匀分散在铸铁溶液中,提高了孕育效果,从而达到更好的力学性能;进行真空超声处理,铸铁溶液表面上的压力降低,能促进铸铁溶液中氧元素和碳元素反应生成气体从铸铁溶液中铸铁溶液,避免后续过程的残留氧元素反应生成气泡滞留影响总体的抗拉强度、屈服强度,从而提高了抗拉强度和屈服强度。
其次,用铝箔对薄带状孕育剂进行包裹,铝箔密度较小,在浇注时可以使薄带状孕育剂快速分散在球化孕育处理后的铸铁溶液中,同时铝箔熔点远低于浇注温度,易熔融,使薄带状孕育剂均匀分散并发挥孕育作用,从而提高了力学性能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的风电铸件用球墨铸铁的各指标测试方法如下:
力学性能测试:将各实施例所得的风电铸件用球墨铸铁与对比例材料取相同大小形状,进行抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度的性能测试。
实施例1
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-60、铸铁按质量比20:1:8:30加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到100Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.1MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.2mm,宽为3mm,长为7mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.034倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.042倍的65#硅铁,在100Pa,1600℃,30kHz超声2h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0095倍的Mg5RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1430℃,球化孕育处理2~3min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.1mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至500℃备用,再对1430℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002倍的保温剂,在1430℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
实施例2
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-65、铸铁按质量比22:1:9:35加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.035倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.044倍的72#硅铁,在200Pa,1650℃,35kHz超声1.5h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.15mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
实施例3
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-70、铸铁按质量比24:1:10:40加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到500Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.12MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.3mm,宽为4mm,长为8mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比3:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置3min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.036倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.046倍的75#硅铁,在300Pa,1700℃,40kHz超声1h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0125倍的Mg8RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.006倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1450℃,球化孕育处理2min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.2mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.004倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至540℃备用,再对1450℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的保温剂,在1450℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
对比例1
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼按质量比22:1加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.035倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.044倍的72#硅铁,在200Pa,1650℃,35kHz超声1.5h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.15mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
对比例2
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-65、铸铁按质量比22:1:9:35加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)球化孕育:将铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(4)浇注:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.15mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
对比例3
一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,所述风电铸件用球墨铸铁的生产工艺主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁FeNB-65、铸铁按质量比22:1:9:35加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制得孕育剂中间合金;将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到300Pa,关闭真空泵充入适氩气将气压调节到0.11MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.25mm,宽为3.5mm,长为7.5mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将Q10生铁和废钢按质量比2.5:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2.5min;
(3)真空超声处理:将铸铁溶液质量0.035倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.044倍的72#硅铁,在200Pa,1650℃,35kHz超声1.5h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.011倍的Mg6RE1.5稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.004倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1440℃,球化孕育处理2.5min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.003倍的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至520℃备用,再对1440℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.0025倍的保温剂,在1440℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1~3与对比例1~3的风电铸件用球墨铸铁的力学性能的分析结果。
表1
从表1中实施例1~3和对比例1~3的实验数据比较可发现,本发明制得的风电铸件用球墨铸铁具有良好的力学性能。
从实施例1、2、3和对比例1的实验数据比较可发现,实施例1、2、3对比对比例1的抗拉强度、屈服强度和伸长率高;说明了在制备孕育剂中间合金的过程中加入铌铁和铸铁一起熔融制成孕育剂中间合金,避免了中间合金密度较小,易漂浮在铸铁溶液表面的问题,并且增强了与铸铁溶液的浸润性及流动性,使制得的薄带状孕育剂可以均匀分散在铸铁溶液中,提高了孕育效果,从而提高了风电铸件用球墨铸铁的力学性能;从实施例1、2、3和对比例2的实验数据比较可发现,实施例1、2、3对比对比例2的抗拉强度高;说明了进行真空超声处理,铸铁溶液表面上的压力降低,能促进铸铁溶液中氧元素和碳元素反应生成气体从铸铁溶液中铸铁溶液,避免后续过程的残留氧元素反应生成气泡滞留影响总体的抗拉强度、屈服强度,从而提高了风电铸件用球墨铸铁的力学性能;从实施例1、2、3和对比例3的实验数据比较可发现,实施例1、2、3对比对比例3的抗拉强度、屈服强度和伸长率高;说明了用铝箔对薄带状孕育剂进行包裹,铝箔密度较小,在浇注时可以使薄带状孕育剂快速分散在球化孕育处理后的铸铁溶液中,同时铝箔熔点远低于浇注温度,易熔融,使薄带状孕育剂均匀分散并发挥孕育作用,从而提高了风电铸件用球墨铸铁的力学性能。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,主要包括以下工艺步骤:
(1)薄带状孕育剂的制备:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁混合熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固后切割成薄带状孕育剂,具体为:将孕育剂中间合金置入真空快淬炉的铜坩埚内,抽真空将炉内气压调节到100~500Pa,关闭真空泵充入适量氩气将气压调节到0.1~0.12MPa,通过极头和铜坩埚接触起弧使孕育剂中间合金全部熔化成合金液,倾斜铜坩埚将合金液倾至旋转的钼轮上,冷却凝固,再切割成厚度为0.2~0.3mm,宽为3~4mm,长为7~8mm的薄带状孕育剂;
(2)熔炼:将生铁和废钢熔炼成铸铁溶液,具体为:将Q10生铁和废钢按质量比2:1~3:1混合均匀并置于中频感应电炉内,利用感应电流和炉料自身电阻,使炉料自身发热,直至熔化,并在1480℃以上静置2~3min;
(3)真空超声处理:对铸铁溶液进行真空超声处理得到真空超声处理后的铸铁溶液,具体为:将铸铁溶液质量0.034~0.036倍的增碳剂和铸铁溶液质量0.042~0.046倍的硅铁,在100~300Pa,1600~1700℃,30~40kHz超声1~2h,得到真空超声处理后的铸铁溶液;
(4)球化孕育:用稀土硅镁合金球化剂和薄带状孕育剂对真空超声处理后的铸铁溶液进行球化孕育处理,得到球化孕育处理后的铸铁溶液,具体为:将真空超声处理后的铸铁溶液质量0.0095~0.0125倍的稀土硅镁合金球化剂均匀放置于球化包内,并使用工具将其舂紧实,上面均匀覆盖真空超声处理后的铸铁溶液质量0.002~0.006倍的薄带状孕育剂,倒入真空超声处理后的铸铁溶液,在1430~1450℃,球化孕育处理2~3min,得到球化孕育处理后的铸铁溶液;
(5)浇注:将包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,再将球化孕育处理后的铸铁溶液浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁,具体为:在薄带状孕育剂表面包裹一层0.1~0.2mm的铝箔,得到包裹铝箔后的薄带状孕育剂;将球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.004倍的包裹铝箔后的薄带状孕育剂置于模具中,将模具的温度预热至500~540℃备用,再对1430~1450℃的球化孕育处理后的铸铁溶液打渣,清理浮在表面的杂质,并加入球化孕育处理后的铸铁溶液质量0.002~0.003倍的保温剂,在1430~1450℃浇注至模具中,冷却定型后开模取出,制得风电铸件用球墨铸铁。
2.根据权利要求1所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(1)所述孕育剂中间合金的制备方法为:将Al-10Cr、碳化硼、铌铁、铸铁按质量比20:1:8:30或22:1:9:35或24:1:10:40加入到真空电弧炉中,通过真空电弧炉加热至全部成熔融态并混合均匀,冷却至室温后取出,制备而成。
3.根据权利要求2所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,所述铌铁型号为FeNB-60、FeNB-65、FeNB-70中的一种或多种混合;所述铸铁的碳含量为小于3%,硅含量小于2%,余量为铁。
4.根据权利要求1所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(2)所述废钢为轻料型废钢。
5.根据权利要求1所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(3)所述增碳剂的固定碳含量大于99.5%,硫元素含量小于0.025%,粒度小于3mm。
6.根据权利要求1所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(3)所述硅铁为65#硅铁、72#硅铁、75#硅铁中的一种或多种混合。
7.根据权利要求1所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(4)所述稀土硅镁合金球化剂型号为Mg5RE1.5、Mg6RE1.5、Mg7RE1.5、Mg8RE1.5中的一种或多种混合。
8.根据权利要求1所述的一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺,其特征在于,步骤(5)所述保温剂的二氧化硅含量大于80%,氧化铝含量大于15%,粒度小于3mm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211421284.2A CN115820970B (zh) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | 一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211421284.2A CN115820970B (zh) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | 一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115820970A CN115820970A (zh) | 2023-03-21 |
CN115820970B true CN115820970B (zh) | 2024-03-12 |
Family
ID=85527993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211421284.2A Active CN115820970B (zh) | 2022-11-14 | 2022-11-14 | 一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115820970B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002200503A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-16 | Mitsubishi Materials Corp | 高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製スローアウエイ式切削チップ |
CN102031442A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-04-27 | 河北工业大学 | 轧辊用高速钢组织变质细化用的孕育剂的制备和应用方法 |
JP2013117045A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 薄肉球状黒鉛鋳鉄部材 |
CN105220059A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-06 | 成都宏源铸造材料有限公司 | 一种球墨铸铁用孕育剂的制备方法及其应用 |
CN108004457A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-08 | 河北工业大学 | 高速钢用铁基孕育剂的制备方法 |
CN108838325A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-11-20 | 安徽大来机械制造有限公司 | 一种超声辅助v法铸造市政检查井盖的方法 |
CN110193592A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-03 | 界首万昌新材料技术有限公司 | 一种改善差速器壳耐腐蚀性能的方法 |
CN113699300A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-26 | 襄阳云威机械有限公司 | 一种球墨铸铁飞轮壳用孕育剂及其制备方法 |
CN115261711A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-01 | 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 | 一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110520548B (zh) * | 2017-03-08 | 2022-02-01 | 纳诺尔有限责任公司 | 高性能5000系列铝合金 |
-
2022
- 2022-11-14 CN CN202211421284.2A patent/CN115820970B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002200503A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-16 | Mitsubishi Materials Corp | 高速切削ですぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆超硬合金製スローアウエイ式切削チップ |
CN102031442A (zh) * | 2010-11-04 | 2011-04-27 | 河北工业大学 | 轧辊用高速钢组织变质细化用的孕育剂的制备和应用方法 |
JP2013117045A (ja) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Akebono Brake Ind Co Ltd | 薄肉球状黒鉛鋳鉄部材 |
CN105220059A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-06 | 成都宏源铸造材料有限公司 | 一种球墨铸铁用孕育剂的制备方法及其应用 |
CN108004457A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-05-08 | 河北工业大学 | 高速钢用铁基孕育剂的制备方法 |
CN108838325A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-11-20 | 安徽大来机械制造有限公司 | 一种超声辅助v法铸造市政检查井盖的方法 |
CN110193592A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-03 | 界首万昌新材料技术有限公司 | 一种改善差速器壳耐腐蚀性能的方法 |
CN113699300A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-11-26 | 襄阳云威机械有限公司 | 一种球墨铸铁飞轮壳用孕育剂及其制备方法 |
CN115261711A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-11-01 | 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 | 一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115820970A (zh) | 2023-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102851568B (zh) | 合金蠕墨铸铁玻璃模具材料及其制备方法 | |
EP3443130B1 (en) | Gray cast iron inoculant | |
CN104060157B (zh) | 一种过共晶高铬白口铸铁及其制备方法 | |
CN102851574B (zh) | 一种耐热合金蠕墨铸铁及其制备方法 | |
WO1995024508A1 (en) | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant | |
CN112159922B (zh) | 一种灰铸铁的孕育剂及其制备方法 | |
CN102828103B (zh) | 合金灰铸铁玻璃模具及其制备方法 | |
WO2018181712A1 (ja) | 超微細球状黒鉛を有する球状黒鉛鋳鉄の金型鋳造品の製造方法及び球状化処理剤 | |
CN115094263B (zh) | 铜铬锆系合金用变质剂合金、其制备方法及应用 | |
CN110423959A (zh) | 一种铝基高韧性复合材料及其制备方法 | |
CN115820970B (zh) | 一种风电铸件用球墨铸铁的生产工艺 | |
CN113789454A (zh) | 一种铝钢固液双金属复合铸造的方法 | |
CN110983080B (zh) | 一种采用真空熔炼设备制备超低硫白铜的方法 | |
CN112501477A (zh) | 一种微碳低硫高铝无铁铝镁钙合金脱氧剂及其制备方法和应用 | |
CN115058643B (zh) | 一种高强度灰铁机床铸件及其制备方法 | |
CN1044496C (zh) | 多元高铬铸钢轧钢机组合式导板及其制造方法 | |
CN115740376A (zh) | 一种铝锆中间合金析出相组织控制方法 | |
CN108251717A (zh) | 一种锻压轮毂用铝合金铸锭 | |
CN108570599A (zh) | 一种高强高硬窄淬透性石油用4145h钢锭及其生产方法 | |
CN113462971A (zh) | 一种热作模具大圆坯及其制备方法 | |
JPH0820811A (ja) | 溶融金属処理剤 | |
CN103866073B (zh) | 一种制造球化剂合金锭的成型模具和球化剂合金锭的制造方法 | |
SU1650746A1 (ru) | Способ получени лигатур дл алюминиевых сплавов | |
CN102277513A (zh) | 铜镁中间合金的制备工艺 | |
CN109365789B (zh) | 一种含氮钢模铸保护渣 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |