风电铸件产品缺陷实例分析与对策.doc

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1、风电铸件产品缺陷实例分析与对策满素丽王立明汪方文中车北京南口机械有限公司摘要：风电齿轮箱是我公司主要产品之一，到目前为止各种型号的风电齿轮箱产品涉及铸件约120多种，其中有60多种由我公司铸造车间生产。由于产品种类多，工艺各异，在生产过程屮出现/多种典型的铸造缺陷。对出现的铸造缺陷进行分析，并简述相应改进对策，提高了产品合格率。关键词：风电铸件;缺陷;分析;对策;作者简介：满素丽，中车北京南口机械冇限公司。作者简介：王立明，中车北京南口机械有限公司。作者简介：汪方文，中车北京南口机械有限公司。我公司生产的风电产品铸件材质为EN-GJS-400-18-LT,耍求材料_20°C低温冲击吸收能量平均

2、值达到12J。铸铁在凝固过程中，因液态收缩和凝固收缩，在铸件的热节或最后凝固的部位很容易产生缩松、缩孔缺陷。另外，生产中各环节把控不严，铸件也会产生变形，皱皮、未浇满等缺陷。这些缺陷的存在降低了产品合格率，增加了生产成本。本文就实际生产过程中出现的一部分缺陷进行分析，并简述改进的对策，取得了很好的效果。一、缩孔、缩松缩孔、缩松是铸件在凝固过程屮因补缩不良而在热节或最后凝固部位形成的宏观孔洞。到目前为止，铸造厂生产的风电齿轮箱用铸件产品缺陷以缩孔、缩松为主。1.影响因素(1)碳当量铸铁的缩松和缩孔缺陷可以通过石墨化膨胀来消除。如果碳量低，凝固过程中析出的石墨少，石墨化膨胀小，铸件收缩时得不到有效

3、的补缩，缩孔和缩松很难减少和消除。因此，在保证不产生石墨漂浮的前提不，应该使碳当量高些，这样既可以增大石墨化膨胀，又可提高铁液的流动性，有利于补缩。(1)稀土和镁稀土残余量过高会恶化石墨形状，降低球化率，因此稀土含量不宜过高，而镁又是一个强烈稳定碳化物的元素，阻碍石墨化。由此可见，残余镁量及残余稀土量会增加球墨铸铁的白口倾向，使石墨膨胀减小，当它们的含量较高时，也会增加缩孔，缩松倾向。(2)浇注温度浇注温度直接影响到铸件的液态收缩，浇注温度太高，将增大液态收缩体积值，增加缩松、缩孔的趋势。因此，应根据铸件的壁厚和结构特点选择适宜的浇注温度。(3)铸型刚度如果铸型刚度不够，铸件在共晶转变发生石墨

4、化膨胀时产生型壁位移，会增大缩孔、缩松体积。(4)浇冒口及冷铁浇冒口和冷铁设计直接影响到铸件的凝岡方式，如果铸件凝固不合理，不能保证铸件在凝固过程中得到有效补缩，很容易产生缩孔、缩松缺陷。1.实例分析及改进对策以NPT194箱体轴承座为例，该铸件在加工后于f515mm根部有明显的缩松、缩孔缺陷，如图1所示。图1NP3输出轴轴承座缩松缺陷下载原图由铸件结构可见该位置为过渡区域，浇注完成后铸件在凝固过程中散热较慢，很容易在该位置产生孤立热节，得不到有效补缩便形成缩松，严重的甚至为缩孔。虽然内浇口从最大圆外边缘引入，但对此处的补缩效果不够，顶端冒口距离该缺陷位置较远，很难给予有效补缩。通过以上分析，

5、针对NPT194箱体轴承座缩松、缩孔缺陷，我们釆取了相应措施，即在该缺陷处放随形冷铁，为防止冷铁变形，分12个均匀摆放。让冷铁对缺陷区域直接激冷，加快此处凝固速度，使此热节区域能够与别处几乎同时凝固，避免产生孤立液相而形成缩松、缩孔。改进工艺后生产的产品未出现缩松、缩孔缺陷。二、皱皮皱皮是在铸件表而形成的不规则的粗粒状或褶皱疤痕。1.影响因素(1)生产所用球化剂为镁合金，其极易氧化，在熔炼和浇注过程中如缺乏保护，就会在金属液表面形成较厚的氧化膜，随浇注金属液注入型腔。当液流在型腔内由宽变窄时，氧化膜聚集在铸件表面形成象皮状皱皮。(1)由于液态金属黏度大，浇注温度低或浇注速度过慢，浇注过程屮金属

6、氧化，金属液与型壁反应产生气体及金属型型温过低等原因所引起。图2皱皮缺陷整体下载原图1.实例分析及对策公司生产的NP2轮毂连接盘铸件个别几件在铸型上表面有皱皮现象，如图2、图3所示。针对儿个存在皱皮的轮毂连接盘查了一下当天记录，发现同一炉铁液浇注其他铸件不存在这种皱皮现象，因此排除了球化剂氧化导致的皱皮缺陷；另外铸型釆用的是树脂砂型，天气状况良好，型温不会过低，产生皱皮缺陷的轮毂连接盘棊本都是在每包铁液最后浇注的，于是确定为浇注温度过低导致皱皮产生。随即在接下来的生产中提高了浇注温度，皱皮缺陷消除。三、变形铸件由于模样、铸型形状发生变化，或在铸造或热处理过程中因冷却和收缩不均等原因而引起的几何

7、形状和尺寸与图样不符。1.形成原因(1)使用模样发生变形。(2)砂型和砂芯放置不平，吊运过程不当，使型芯变形。阁3皱皮缺陷放大下载原阁(3)铸件结构设计不良，浇冒口设计不合理，阻碍铸件收缩或造成铸件凝固冷却速度不均衡。(4)铸件开箱落砂过早，冷却过快，引起铸件变形或在铸件内产生较大内应力。(5)热处理过程中操作不当:铸件在热处理炉内摆放不正确，加热速度过快，退火温度过高使合金软化，时效时应力松弛等