球墨鑄鐵件平穩充型方法

2023-05-16 00:57:56

專利名稱：球墨鑄鐵件平穩充型方法
技術領域：
本發明涉及一種球墨鑄鐵件的充型方法。
背景技術：
隨著全球經濟和工業技術要求發展，較多工業設備都向大型化發 展，鑄件要求日益提高。電力在我國國民經濟中一直佔據著基礎地位， 隨著煤炭、天然氣、石油等礦產資源的貧乏及即將枯竭的狀況，且以煤 炭、天然氣、石油、水利和核物質為原料或資源的傳統電力開發造成大 量的環境負擔，如環境汙染、酸雨、氣候異常、放射性廢物處理、石油 洩漏等，在這種情況下，風電成為全球特別是中國的重要後續能源勢在 必行。風能資源無窮無盡，是可再生能源，而以風能為資源的電力開發 對環境的影響則十分微小，具有顯著的環境友好特性，是典型的清潔能源，在四級風區(每小時20 21.4公裡)， 一座750千瓦的風電機，就 可使熱電廠少排放1179噸的C02， 6. 9噸的S。2和4. 3噸的NO且可不用 煤炭等。例如江蘇如東風力發電場是第一個投產的國家特許項目，目 前總共67臺發電機組已經全部投產，其每年發電量大概在2.5億千瓦時， 減少煤炭消耗大概30萬噸左右，同時它可以減少二氧化碳排放大概20 萬噸。風力發電技術經過20多年的開發日臻成熟，商業化機組的單機最 大容量已從55Kw增加到5000Kw，特別從2003年大功率風力發電機開發
後，發達國家的風電裝機容量發展非常迅速，美國、義大利和德國年增 長更是高達50%以上。而國內風電發展還處於起歩階段，將會有長期的快速成發展。截至2005年年底，全國發電設備容量為51718. 48萬千瓦， 同比增長16.91%。其中風電佔總量0.2%，可見風電設備裝機容量所佔 比例還相當低。過去幾年一般都是開發或投入小機組，單機只有幾百千瓦，對風機 的要求也不太高，每年可以對單機拉倒後進行大的維修，出現故障還可 隨時修理。但現在的單機容量已發展200(T5000Kw， 一般都在100米高 度以上，且風電場大多數建在荒灘、山地或海洋上，不可能隨時放倒修 理或每年大修一次，所以這些大型設備包括風機所用的球墨鑄鐵零部件 要求連續25年不出故障、不維修。因此做大型風機的球墨鑄鐵零部件， 在兼顧相應機械性能情況下，必須要求良好的低溫衝擊性能，且對鑄件 的內部缺陷要求較高，不能有任何影響使用的缺陷，如縮松、縮孔、夾 渣、裂紋等，且不許焊補修理，鑄件全身必須100%通過目測，磁粉探傷 和超聲波檢測，除不允許有這些檢測設備能檢測到的以上較大缺陷外， 要求不能有超聲波設備能檢測到的單個超過03mffl的孔類缺陷，加工後 的加工表面光澤度根據用戶要求不能超過比色板3個級別以上，所以要 達到高要求的鑄件，必須通過相應的工藝技術嚴格控制才能達到。這樣 高要求的鑄鐵件的應用日益廣泛，特別是在重大裝備的球墨鑄鐵件應用 上，除大型風力發電機鑄件外，如汽輪發電機鑄件、大型核電站用鑄件 等。因此開發應用這一綜合工藝技術有重要的社會經濟效益。這些高要求的大型球墨鑄件現在一般都用樹脂砂生產，潮模砂生產 是不可能的，不適合大件生產。過去國內曾用烘模砂生產大型鑄鐵件， 也由於勞動強度大、環境惡劣、鑄件重量差等而被淘汰。而樹脂砂是生 產大型鑄鐵件的很好的選擇，在國內外獲得了廣泛應用。樹脂砂的特性 是其配有粘結劑如樹脂\固化劑等，在自然狀態下固化後，鑄型很硬，但 是由於是由粘結劑偶聯所形成，鑄型較脆且一般為疏鬆狀態;在澆注過 程中由於型腔表層樹脂被酌燒掉，表層強度很低，所以國內外的鑄造工 作者普遍認同樹脂砂鑄造應快速澆注以消除以上樹脂砂的不良特性帶 來衝砂等不良後果。中國機械工程學會鑄造分會主編、機械工業出版社出版修訂的第二版大型工具書《鑄造手冊》第四分冊《造型材料》2003年9月第165 頁對樹脂砂鑄鐵件(含球墨鑄鐵件)的澆注時間歸納推薦如下表.-樹脂砂鑄鐵件的澆注時間鑄件重呈(公斤)< 100< 1000< 4000〉4000澆注時間(秒)5 1010 2525 4040 60故為了防止慢澆對樹脂砂鑄件引起衝砂、夾砂等缺陷，鑄造廠都按 上表推薦的澆注時間來設計澆注系統等，但對球墨鑄鐵件而言，這樣建 議的澆注速度與球墨鑄鐵件平穩充型是有矛盾的，快速澆注易形成湍 流，而球墨鑄鐵的二次氧化渣生成傾向大，這樣鑄件內部缺陷難以避免， 如不做無損探傷檢測，內部缺陷根本看不出，對一般鑄件而言或許可用，但對做風電產品等這一類高要求的鑄件，每個鑄件都都必須全身100%通過目測，磁粉檢測和超聲波檢測，以檢測內部的二次氧化夾渣及夾砂 等內部缺陷。 發明內容-
本發明的目的在於提供一種可實現平穩充型，使球墨鑄件質量好的 球墨鑄鐵件平穩充型方法。本發明的技術解決方案是-一種球墨鑄鐵件平穩充型方法，包括放砂造型、通過澆道進行澆鑄， 其特徵是澆鑄時，採用慢澆鑄速度，對於小於100公斤的鑄件，澆鑄時間為15 30秒，對於100 1000公斤之間的鑄件，澆鑄時間為30 60秒，對於1000 4000公斤之間的鑄件，澆鑄時間為60 180秒，對 於大於4000公斤的鑄件，澆鑄時間為180 480秒。2噸重量的鑄件，澆鑄時間為90秒。IO噸重量的鑄件，澆鑄時間 為300 480秒。澆道採用陶瓷管形式，在澆道中設置過濾雜質的過濾 裝置。過濾裝置是具有濾孔的陶瓷塊。放砂造型時，將砂型進行振動， 將造型振實。本發明的澆鑄速度保證了球墨鑄鐵鐵液在鑄型中的充型過程平穩， 衝刷作用小，進一步保證無砂子等衝進鑄型，也確保無二次氧化物的形 成。澆道採用陶瓷管形式可避免因裸露的砂型澆道經不起鐵水長時間衝 刷而引起的夾砂、夾渣缺陷。採用過濾裝置，顯著提高了球墨鑄鐵件的 材質性能。放砂造型時，將砂型進行振動，將造型振實，提高了砂型的 強度和硬度，使鑄型耐衝刷性更好，加上充型速度的降低，大大減少了 夾砂缺陷形成的可能性。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一歩說明。 附圖是本發明 一個實施例的澆道示圖。
具體實施例方式附圖中有1、直澆口， 2、橫澆道，3、內澆道，4、內澆口， 5、
鑄件，6、過濾裝置。 實施例1:一種球墨鑄鐵件平穩充型方法，包括放砂造型、通過澆道進行澆鑄，澆鑄時，採用慢澆鑄速度，對於小於100公斤的鑄件，澆鑄時間為15 30秒(例16、 23、 29秒)。澆道採用陶瓷管形式，在澆道中設置過濾雜 質的過濾裝置。過濾裝置是具有濾孔的陶瓷塊，將雜質濾除。放砂造型 時，將砂型進行振動，將造型振實。 實施例2:澆鑄時，採用慢澆鑄速度，對於100 1000公斤之間的鑄件，澆鑄 時間為30 60秒(例30、 45、 60秒)；對於1000 4000公斤之間的鑄 件，澆鑄時間為60 180秒;(例60、 120、 180秒);對於大於4000公 斤的鑄件，澆鑄時間為180 480秒(例180、 320、 480秒)。具體如2噸重量的鑄件，澆鑄時間為90秒。IO噸重暈的鑄件，澆鑄時間 為300 480秒。本發明生產的鑄件100%通過目測，磁粉檢測，超聲波檢測，無夾砂 和二次氧化渣缺陷。由於本發明的使用，顯著的提高了球墨鑄鐵件的材質性能，以風力 發電機鑄件的低溫衝擊性能為例，使風電鑄件的-40土2i:低溫衝擊性 能超過了 - 20土2。C的低溫衝擊值，而-2(TC的低溫衝擊性能則遠超過 標準規定的要求(見下表)，使其具有更廣泛的使用空間。由表中測試 的數據可見-4(TC下的衝擊值已經超過了 - 2(TC的要求 (EN-GJS-400-18U-LT或GB1348-QT400-18L還沒有相應的-40。C低溫 衝擊性能要求或標準，如果制訂標準-40。C下的衝擊值數值必然會明顯
低於-20。C時的標準值)。材料EN-GJS-400-18U-LT從附鑄試樣上加工的試棒和v型缺口試樣的測試值鑄件名 稱相關鑄件壁 厚(mm)抗拉強度 》 370 (N/mm"0.2%屈服強 度 》 220 (N/,"延伸率 (%) > 12硬度 (HB) 120 180069118039025027132. 3071618037524027134鑄件名 稱在-20土2。C時(焦)(EN1563及 GB1348)在-40土2。C時(焦)(尚未 制定標準)三個試樣值(單個值平均值^ 10焦三個單個試樣 值平均值069120212020.315151113.607161921202017131314. 權利要求
1、一種球墨鑄鐵件平穩充型方法，包括放砂造型、通過澆道進行澆鑄，其特徵是澆鑄時，採用慢澆鑄速度，對於小於100公斤的鑄件，澆鑄時間為15～30秒，對於100～1000公斤之間的鑄件，澆鑄時間為30～60秒，對於1000～4000公斤之間的鑄件，澆鑄時間為60～180秒，對於大於4000公斤的鑄件，澆鑄時間為180～480秒。
2、 根據權利要求1所述的球墨鑄鐵件平穩充型方法，其特徵是2噸重量的鑄件，澆鑄時間為90秒。
3、 根據權利要求1所述的球墨鑄鐵件平穩充型方法，其特徵是10噸重量的鑄件，澆鑄時間為300 480秒。
4、 根據權利要求l、 2或3所述的球墨鑄鐵件平穩充型方法，其特 徵是澆道採用陶瓷管形式，在澆道中設置過濾雜質的過濾裝置。
5、 根據權利要求4所述的球墨鑄鐵件平穩充型方法，其特徵是 過濾裝置是具有濾孔的陶瓷塊。
6、 根據權利要求l、 2或3所述的球墨鑄鐵件平穩充型方法，其特 徵是放砂造型時，將砂型進行振動，將造型振實。
全文摘要
本發明公開了一種球墨鑄鐵件平穩充型方法，包括放砂造型、通過澆道進行澆鑄，澆鑄時，採用慢澆鑄速度，對於小於100公斤的鑄件，澆鑄時間為15～30秒，對於100～1000公斤之間的鑄件，澆鑄時間為30～60秒，對於1000～4000公斤之間的鑄件，澆鑄時間為60～180秒，對於大於4000公斤的鑄件，澆鑄時間為180～480秒。本發明可實現平穩充型，使球墨鑄件質量好。
文檔編號B22D37/00GK101108418SQ20071002615
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月17日 優先權日2007年8月17日
發明者楊金德, 鬱曉兵 申請人:通州市四安球墨鑄鐵有限公司