一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺的制作方法

1.本发明涉及风电扭力臂铸造领域，具体是一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺。

背景技术：

2.风能是一种清洁无公害的可再生能源，风力发电即高效，又绿环保，随着社会的发展风电产业实现了快速发展，成为了全国为数不多可参与国际竞争并取得领先优势的产业；风电扭力臂作为风电齿轮箱和主机舱的主要连接件，其作用是用来平衡主轴传动到齿轮箱的扭矩，使齿轮箱的受力情况更加的平稳、合理。由于风电扭力臂作为风力发电机组的重要组成部分，因此其铸件的质量直接影响整个发电机组的使用寿命。
3.在结构上风电扭力臂铸件属于中大型复杂铸件，外轮廓长度在2500-4500mm，壁厚在50-400mm，重量在2-8t，由于风电扭力臂铸件材质的特性和面积大、厚薄不均匀的特殊结构，因此风电扭力臂铸件容易出现热节孤立点多、分散无序，易出现缩孔、缩松、一次渣和二次氧化渣等缺陷，铸造工艺要求高、生产制造难度大、检验要求严格，内部超声波检测(en din12680-3的2或3级标准)和外表面磁粉检测(en din1369的3级标准)，且不允许焊补。
4.现有的风电扭力臂铸件铸造方法多采用同时凝固铸造工艺或无冒口无冷铁铸造工艺，同时凝固铸造工艺对铸造工艺前期开发设计和现场生产时冷铁厚度和放置区域要求高，并且辅材成本高、人工成本高、管理成本高，由于铸铁冷铁的大量使用，很容易产生铸件外表面二次氧化渣、气孔缺陷较多，造成磁粉检测不合格的问题，无冷铁铸造工艺对于人员、设备、管理要求较高，且为纯理论性铸造工艺，实际生产铸件无法满足内部超声波检测要求；因此，针对上述问题提出一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺。

技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，现有的风电扭力臂铸件铸造方法多采用同时凝固铸造工艺或无冒口无冷铁铸造工艺，同时凝固铸造工艺对铸造工艺前期开发设计和现场生产时冷铁厚度和放置区域要求高，并且辅材成本高、人工成本高、管理成本高，由于铸铁冷铁的大量使用，很容易产生铸件外表面二次氧化渣、气孔缺陷较多，造成磁粉检测不合格的问题，无冷铁铸造工艺对于人员、设备、管理要求较高，且为纯理论性铸造工艺，实际生产铸件无法满足内部超声波检测要求的问题，本发明提出一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，该风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺包含以下步骤：
7.s1：在浇筑前在浇筑模具的外侧放置冷铁；
8.s2：将型砂覆盖在浇筑模具及冷铁的外侧，使冷铁没入型砂；
9.s3：通过进铁液内浇道将风电扭力臂浇筑成型；
10.s4：浇筑完成后对采用微震的方法使型砂分布均匀；
11.s5：合箱放置压铁等待风电扭力臂凝固成型。
12.优选的，所述s1冷铁的放置位置通过以下步骤得出：
13.s1：使用铸造充型模拟软件对风电扭力臂铸件进行自然凝固模拟；
14.s2：通过对风电扭力臂铸件结构要求和质量要求，对铸件重要区域和一般区域进行分析；
15.s3：根据自然凝固模拟的结果，放置少量的通用冷铁和进铁液内浇道的放置进行人为干预凝固，制定顺序凝固工艺方法；
16.s4：通过制定的顺序凝固工艺方法进行充型凝固模拟验证。
17.优选的，所述s3中的进铁液内浇道设置有五条，具体为风电扭力臂铸件正面设置有一条进铁液内浇道，背面设置有四条。
18.优选的，四条所述进铁液内浇道呈圆周阵列状均匀的分布在风电扭力臂铸件的背面。
19.优选的，所述风电扭力臂铸件的原料为低温抗冲击球墨铸铁件，所述型砂采用呋喃树脂砂。
20.优选的，所述s4具体为通过微震的方法，加强型砂的紧实度，使铁液在凝固过程中自补缩，减少缩孔缩松。
21.优选的，所述s5具体为合箱后采用专用的压铁，防止石墨化膨胀时抬箱，减少缩松，压铁重量为浇注重量的3倍-5倍。
22.本发明的有益之处在于：
23.1.本发明在满足风电扭力臂铸件的质量要求的前提下，通过顺序凝固的铸造工艺方法，减少了辅料成本、人员成本、管理成本，解决了现有的风电扭力臂铸件铸造方法多采用同时凝固铸造工艺或无冒口无冷铁铸造工艺，同时凝固铸造工艺对铸造工艺前期开发设计和现场生产时冷铁厚度和放置区域要求高，并且辅材成本高、人工成本高、管理成本高，由于铸铁冷铁的大量使用，很容易产生铸件外表面二次氧化渣、气孔缺陷较多，造成磁粉检测不合格的问题，无冷铁铸造工艺对于人员、设备、管理要求较高，且为纯理论性铸造工艺，实际生产铸件无法满足内部超声波检测要求的问题；
24.2.通过深入分析风电扭力臂铸件的结构要求和质量要求，对铸件划分为重要区域、一般区域；铸造充型凝固模拟软件进行铸件自然凝固模拟；放置少量的通用冷铁和进铁液内浇道的放置进行人为干预凝固，根据铸件自然凝固和人为干预凝固方式实现重要区域先凝固，一般区域后凝固的铸造工艺方法；型砂微震紧实，合箱后放置压铁，利用球铁石墨膨胀特性，减少后凝固区域的缩松，改变了国内和国际上普遍风电扭力臂铸件同时凝固的铸造工艺方法，去除了厚大热节区域必须放置冷铁的先例，减少了辅料成本、人员成本、管理成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
26.图1为本发明的工艺流程结构示意图；
27.图2为本发明的冷铁摆放位置定位方法流程结构示意图；
28.图3为本发明的自然凝固模拟正面状态结构示意图；
29.图4为本发明的自然凝固模拟背面状态结构示意图；
30.图5为本发明的正面冷铁摆放位置示意图；
31.图6为本发明的背面冷铁摆放位置示意图；
32.图7为本发明的工艺实施状态第二阶段凝固模拟示意图；
33.图8为本发明的工艺实施状态第一阶段凝固模拟示意图；
34.图9为本发明的工艺实施状态开始阶段凝固模拟示意图。
35.图中：1、风电扭力臂铸件；2、进铁液内浇道；3、冷铁。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
37.实施例一
38.请参阅图1-图9所示，一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，该风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺包含以下步骤：
39.s1：在浇筑前在浇筑模具的外侧放置冷铁3；
40.s2：将型砂覆盖在浇筑模具及冷铁3的外侧，使冷铁3没入型砂；
41.s3：通过进铁液内浇道2将风电扭力臂浇筑成型；
42.s4：浇筑完成后对采用微震的方法使型砂分布均匀；
43.s5：合箱放置压铁等待风电扭力臂凝固成型。
44.进一步的，所述s1冷铁3的放置位置通过以下步骤得出：
45.s1：使用铸造充型模拟软件对风电扭力臂铸件1进行自然凝固模拟；
46.s2：通过对风电扭力臂铸件1结构要求和质量要求，对铸件重要区域和一般区域进行分析；
47.s3：根据自然凝固模拟的结果，放置少量的通用冷铁3和进铁液内浇道2的放置进行人为干预凝固，制定顺序凝固工艺方法；
48.s4：通过制定的顺序凝固工艺方法进行充型凝固模拟验证。
49.进一步的，所述s3中的进铁液内浇道2设置有五条，具体为风电扭力臂铸件1正面设置有一条进铁液内浇道2，背面设置有四条；
50.进一步的，四条所述进铁液内浇道2呈圆周阵列状均匀的分布在风电扭力臂铸件1的背面；
51.工作时，通过五条进铁液内浇道2起到使铁液在进行流动时更加均匀的效果。
52.进一步的，所述风电扭力臂铸件1的原料为低温抗冲击球墨铸铁件，所述型砂采用呋喃树脂砂；
53.工作时，球墨铸铁件是一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，可以用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。
54.进一步的，所述s4具体为通过微震的方法，加强型砂的紧实度，使铁液在凝固过程
中自补缩，减少缩孔缩松。
55.进一步的，所述s5具体为合箱后采用专用的压铁，防止石墨化膨胀时抬箱，减少缩松，压铁重量为浇注重量的3倍-5倍；
56.工作时，通过采用浇注重量的3倍-5倍的压铁起到防止风电扭力臂铸件1在进行凝固时产生石墨化膨胀而导致抬箱，使凝固后的风电扭力臂铸件1的质量受到影响。
57.工作原理：第一步：在浇筑前在浇筑模具的外侧放置冷铁3；第二步：将型砂覆盖在浇筑模具及冷铁3的外侧，使冷铁3没入型砂；第三步：通过进铁液内浇道2将风电扭力臂浇筑成型；第四步：浇筑完成后对采用微震的方法使型砂分布均匀；第五步：合箱放置压铁等待风电扭力臂凝固成型。
58.冷铁3的放置位置通过以下步骤得出：第一步：使用铸造充型模拟软件对风电扭力臂铸件1进行自然凝固模拟；第二步：通过对风电扭力臂铸件1结构要求和质量要求，对铸件重要区域和一般区域进行分析；第三步：根据自然凝固模拟的结果，放置少量的通用冷铁3和进铁液内浇道2的放置进行人为干预凝固，制定顺序凝固工艺方法；第四步：通过制定的顺序凝固工艺方法进行充型凝固模拟验证。
59.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
60.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：

1.一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，其特征在于：该风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺包含以下步骤：s1：在浇筑前在浇筑模具的外侧放置冷铁(3)；s2：将型砂覆盖在浇筑模具及冷铁(3)的外侧，使冷铁(3)没入型砂；s3：通过进铁液内浇道(2)将风电扭力臂浇筑成型；s4：浇筑完成后对采用微震的方法使型砂分布均匀；s5：合箱放置压铁等待风电扭力臂凝固成型。2.根据权利要求1所述的一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，其特征在于：所述s1冷铁(3)的放置位置通过以下步骤得出：s1：使用铸造充型模拟软件对风电扭力臂铸件(1)进行自然凝固模拟；s2：通过对风电扭力臂铸件(1)结构要求和质量要求，对铸件重要区域和一般区域进行分析；s3：根据自然凝固模拟的结果，放置少量的通用冷铁(3)和进铁液内浇道(2)的放置进行人为干预凝固，制定顺序凝固工艺方法；s4：通过制定的顺序凝固工艺方法进行充型凝固模拟验证。3.根据权利要求2所述的一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，其特征在于：所述s3中的进铁液内浇道(2)设置有五条，具体为风电扭力臂铸件(1)正面设置有一条进铁液内浇道(2)，背面设置有四条。4.根据权利要求3所述的一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，其特征在于：四条所述进铁液内浇道(2)呈圆周阵列状均匀的分布在风电扭力臂铸件(1)的背面。5.根据权利要求4所述的一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，其特征在于：所述风电扭力臂铸件(1)的原料为低温抗冲击球墨铸铁件，所述型砂采用呋喃树脂砂。6.根据权利要求5所述的一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，其特征在于：所述s4具体为通过微震的方法，加强型砂的紧实度，使铁液在凝固过程中自补缩，减少缩孔缩松。7.根据权利要求6所述的一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，其特征在于：所述s5具体为合箱后采用专用的压铁，防止石墨化膨胀时抬箱，减少缩松，压铁重量为浇注重量的3倍-5倍。

技术总结

本发明属于风电扭力臂铸造领域，具体的说是一种风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺，该风电扭力臂顺序凝固的铸造工艺包含以下步骤：第一步：在浇筑前在浇筑模具的外侧放置冷铁；第二步：将型砂覆盖在浇筑模具及冷铁的外侧；第三步：通过进铁液内浇道将风电扭力臂浇筑成型；第四步：浇筑完成后对采用微震的方法使型砂分布均匀；第五步：合箱放置压铁等待风电扭力臂凝固成型；冷铁的放置位置通过以下步骤得出：第一步：对风电扭力臂铸件进行自然凝固模拟；第二步：对铸件重要区域和一般区域进行分析；第三步：制定顺序凝固工艺；第四步：进行充型凝固模拟验证；通过顺序凝固的铸造工艺方法，减少了辅料成本、人员成本、管理成本。管理成本。管理成本。