王赫媛
南京高速齿轮制造有限公司 江苏南京 210000
摘要：本文主要分析当前风电球铁刹车盘铸件出现缩松缺陷问题的主要原因，并且具有针对性的提出避免风电球铁刹车盘铸件出现缩松缺陷问题的几点对策。当前在风电球铁铸件生产的过程中如果出现缩松缺陷会直接导致铸件出现报废的情况，因此需要对改善措施进行分析，提升风电球铁刹车盘铸件的整体性能，从而降低企业的经济损失。
关键词：风电球铁铸件；缩松；铸造工艺
1.铸件缩松缺陷原因分析
随着社会经济科技的迅猛发展，各个国家都在寻求高利用率可再生资源的发展。风力发电作为发展前景较好的可再生资源，在风电机组作业的过程中具有一定的困难性。一般来说，常见的风电机组需要在高空的恶劣环境下持续运行二十年左右，因此为了保障风力发电机组的稳定运行就必须要提升重要部件的稳定性。
图 1 铸件缩松缺陷原因分析
1.1化学成分误差
在进行风电球铁刹车盘铸件过程中对于生产材料和化学成分具有非常高的要求。生产过程中需要重点控制C、Si、Mn、P和S，在控制CE成分的时候，较高的CE能够科学的提升铸件的稳定性，有效的避免铸件出现缩松的倾向，并且能够使铸件过程中析出更多的石墨球个数，不仅能够减小圆球的体积，还能有效的提升石墨球的圆球度，通过对石墨化膨胀的特性将铸件的缩松情况控制到最小。但是在生产的过程中如果将碳含量提升的过高，又会导致石墨的漂浮情况。与此同时，Si的科学控制能够有效提升碳石的墨化效率，但是过量使用也会导致铸件发生脆性的转变，不能保障低温情况下的稳定运行。Mn的科学应用能够稳定并细化铸件内的珠光体从而提升铸件的强度，但是元素量过高会影响铸件的冲击韧性度。以上元素科学的控制用量能够提升铸件的整体性能，但是铁液中含有的P和S对于铁质铸件而言是有害的元素。
1.2铸造工艺问题
当前在进行风电球铁刹车盘铸件缩松缺陷问题分析的过程中发现较为常见的原因之一在于铸件生产的工艺方面存在一定的问题。大部分铸件在生产过程中一般采用浇注系统的底注方式，相比于下箱部分的铸件截面，上箱的铸件截面面积较小，因此铸件的凝固环节会存在一定的顺序问题。利用底注的灌注方式会由于铁液的冷却造成铸件温度分布不均匀的情况出现，铁液进入直浇道后未经过处理就直接冲入内浇道，使得铁液在凝固收缩的过程中不均匀不规律。在进行球墨铸铁凝固的过程中表现出典型的糊状凝固状态，借助树枝状晶体能够有效的将小液体区域分割开来，但是铸件最后的凝固区域没有经过及时的补缩就会产生风电球铁刹车盘铸件缩松问题。
2.风电球铁刹车盘铸件缩松问题改善方案及验证
风电机组铸件的精细化发展要求为铸件的生产工作提出了更高的要求，需要切实提升产品质量并将废品率不断降低。
2.1改善方案
图 2 风电球铁刹车盘铸件缩松问题改善方案
当前在进行风电球铁刹车盘铸件缩松问题改善的过程中，文章拟提出几点改善办法。针对原有的铸造工艺进行优化，主要归纳为以下三点。第一是在进行铁液浇筑的过程中使用圆出气和石墨冷铁的工艺方案，浇筑方法为在刹车盘外圈六道倾斜三十度的方式进行内浇道进铁液。第二是通过刹车盘腰型孔进铁液从而利用钢板冷铁扁出气的方式进行铁质铸件的生产。第三是采用深浇口进铁液的方案进行铸件生产。
2.2跟踪分析
针对上述原铸造工艺的改善方法，需要在实践的过程中不断进行跟踪分析，从而对改善工艺进行升级和优化。应对大平面铸件的生产要求，在进行铁液浇筑的过程中需要对内圈浇筑环节进行重点的关注，实际浇筑的过程中发现很难实现将铁液完全按照设计工艺的要求浇道进入铸件，主要受内圈分型面存在的间隙所影响。部分铁液会随着工艺误差进入内圈分型面存在的间隙从而形成披缝从而对铸件的精细化生产造成影响。而利用扁出气在进行铸件抛模造型的过程中很容易在扁出气根部出现缩孔的情况，这是由于铁液生产浇筑的过程中流到外圈的非加工面导致的。如果冷铁未被完全烘干，就会在铸铁外部产生次生的缺陷气孔。
2.3改善措施
根据对当前原生产工艺的优化改善方案的跟踪研究，对改善方案进行现场的调整。在进行铁质铸件浇筑的过程中应该积极应用封箱条从而有效将内圈的内浇道与型腔进行隔离，从而避免铁液流入分型面形成瑕疵的情况。为了避免扁出气出现偏离的情况需要建设扁出气凹槽从而有效避免铁质铸件底部出现缩孔的情况。而针对铸件缩松的情况需要提升铁液中的碳含量，并在生产的过程中控制球化剂的加入量。为了避免翻身时出现开裂，可以使用专用的砂箱。
3.小结
当前针对风电球铁刹车盘铸件出现缩松缺陷问题需要严格对生产过程进行有效的控制。在生产铸件内圈的过程中很容易在进行精加工之前才能发现铸件内部出现的缩松缺陷，为了避免铸件出现报废的情况，不仅应该对铸件生产的化学成本进行科学有效的控制，还需要在铸造过程中对铸造工艺进行控制，通过采用腰型孔内浇道进铁液等技术提升铸件的整体性能。
参考文献：
[1]相海锋，刘金海.耐低温冲击风电球铁铸件生产工艺要点[J].现代铸铁，2010，30（3）：51-55.
[2]崔峰，刘玉林.消除风电球铁件表面缺陷的涂料组合应用[J].铸造，2010，59（9）：961-963.
论文作者:王赫媛
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第29期
论文发表时间:2019/8/27
标签：铸件论文; 过程中论文; 风电论文; 内圈论文; 缺陷论文; 球铁论文; 刹车盘论文; 《建筑细部》2018年第29期论文;