[发明专利]一种大断面低温球墨铸铁及其铸造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种铸铁及其铸造方法,尤其涉及一种能工作在-20℃～-40℃温度下的壁厚超过200mm的球墨铸铁及其铸造方法。

【背景技术】

已知的，风力发电机组中主轴的作用是连接风轮与齿轮箱，一般安装在几十米甚至上百米的高空，而高空中的温度可低至-20～-40℃，且风速变化极大，为了降低风力发电机组的生产成本，要求主轴的寿命通常不低于20年，但是主轴如果发生意外失效，则更换费用和相关损失巨大，所以风力发电机组的主轴对材料性能要求极高，必须满足高疲劳强度和低脆性断裂敏感性要求，目前，常规材料主要为锻钢件，但锻造生产工艺复杂，产品成型率不高，后续加工材料消耗大等；为了改善锻钢件的缺陷，用球墨铸铁代替锻钢件，由于球墨铸铁具有生产成本低、机械性能优异的特点，目前已用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件，而针对一些常规的风力发电机组用主轴材料已采用QT400-18AL代替通用的锻钢件，有效的降低了生产成本，缩短了生产周期，创造了可观的经济效益；而针对一些兆瓦级风力发电机组中的主轴，其主轴的重量为十几吨甚至几十吨，主要壁厚超过200mm，属于厚大断面，目前生产此类球墨铸铁主轴的材料和方法易于发生石墨畸变、石墨球数减少及形成缩孔缩松等缺陷，并且难以保证超声波探伤和磁粉探伤要求等。

【发明内容】

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种大断面低温球墨铸铁及其铸造方法，本发明通过采用喂线法进行球化处理，通过瞬时孕育能获得圆整、细小的石墨球，同时本发明不添加合金元素，就能使生产出的低温球墨铸铁在-20～-40℃低温下具有较强的抗冲击能力等，本发明具有制造成本低，力学性能优异的特点。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种大断面低温球墨铸铁，所述球墨铸铁中各元素按重量百分比包括：

碳          3.4～3.8%；

硅          1.7～2.0%；

锰          ＜0.2%；

磷          ＜0.04%；

硫          ＜0.012%；

镁          0.04～0.07%；

稀土        0.01～0.03%；

余量为铁。

一种大断面低温球墨铸铁的铸造方法，所述方法包括以下步骤：

第一步、先将新生铁、废钢投入中频感应电炉中加热熔化，熔化后继续加热至1500℃～1510℃，保持5～10分钟；

第二步、接上步，用工具扒去铁液表面的熔渣；

第三步、对第二步获取的铁液浇注光谱试样，用光谱分析仪进行成分分析；

第四步、根据第三步中获取的光谱分析结果，分别加入适量的碳和硅；

第五步、接上步，停止加温，当铁液温度降至1420℃～1450℃时，除去铁液表面熔渣，出炉；

第六步、接上步，待温度降至1350℃～1380℃后，铁水在球化处理站进行喂线法球化和孕育处理，并扒去液面熔渣；

第七步、接上步，将孕育剂置于浇口箱进行瞬时孕育；

第八步、接上步，进行浇注，得到大断面低温球墨铸铁。

所述的大断面低温球墨铸铁的铸造方法，所述第一步中的中频感应电炉为苏州振吴电炉有限公司生产，采用DX系列多供电变频电源。

所述的大断面低温球墨铸铁的铸造方法，所述第三步中的光谱分析仪为德国OBLF公司生产，型号为QSN750。

所述的大断面低温球墨铸铁的铸造方法，所述第七步中的孕育剂为高钙钡孕育剂，所述高钙钡孕育剂为块状，预铺在浇口箱内。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：

本发明所述的一种大断面低温球墨铸铁及其铸造方法，本发明通过采用喂线法进行球化处理，通过瞬时孕育能获得圆整、细小的石墨球，同时本发明不添加合金元素，就能使生产出的低温球墨铸铁在-20～-40℃低温下具有较强的抗冲击能力等，本发明具有制造成本低，力学性能优异的特点，特别适用于制作低温大断面球墨铸铁的风力发电机主轴。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

本发明所述的一种大断面低温球墨铸铁，所述球墨铸铁中各元素按重量百分比包括：

碳          3.4～3.8%；

硅          1.7～2.0%；