近年來，隨著風力發電的快速發展，對風電鑄件的需求量不斷增加，風力發電中的大型零件，如輪轂、機座等都采用球墨鑄鐵進行生產。此類鑄件隨功率的不同，重量在500015000kg之間。由于壁厚較厚（一般大于100mni，重量較重，冷卻速度慢，凝固時間長，特別是要滿足良好的綜合力學性能要求，對生產工藝要求嚴格。生產的輪轂鑄件材質為QT400-18AL，具體性能要求見表1.要達到以上要求，對各種原材料的質量，各工序的工藝控制以及總體工藝路線提出了更高的要求。

　　表1輪轂鑄件的力學性能要求抗拉強度屈服強度伸長率布氏硬度HB -20°C沖擊功超聲波探傷三個試樣的平均值單個試樣most小值18不低于3級1鑄件工藝分析生產的輪轂為1.5MW級，毛坯重量約9球體輪廓直徑2700mm，most大壁厚150200mm，三個葉片孔徑01900mm.輪轂結構及澆注工藝見。

　　1.1造型工藝輪轂的外形結構不是很復雜，分型面為三個葉片孔中心平面。由于前期為試制，為節約模具制作費用，上、下外模采用刮制水泥胎模，三個葉片孔位置及芯頭采用配木模或泡沫活塊。為保證尺寸精度，胎模在模板上制作，各芯頭輪廓位置劃線定位，圓弧過渡部分采用樣板進行檢測。：雷翠平（1974-，女，工程師，主要從事樹脂砂鑄造和汽車鑄件的工藝、工裝模具設計以及新產品開發與試制。E-mail：leicuiping1163.com 1.2型芯工藝設計芯子設計成上下兩個半模，芯子的制作采用在鑄型內貼鑄件壁厚打芯（見的方法，就是在造好的外型內用刮板刮出內腔（貼鑄件壁厚），利用這個內腔做芯盒，打出芯子（打芯），然后起出芯子，去除貼上去的壁厚，most后下芯合箱，不用投入大型芯盒工裝，大大降低前期費用，為正式生產時芯盒制作提供相關技術參數。芯子的工藝設計要滿足下列要求：芯子整體要有足夠的強度和剛度、不變形；芯子要固定平穩和便于排氣；中間芯鐵安放要方便澆注系統的開設；芯子的形狀尺寸及在鑄型中的位置要滿足鑄件尺寸要求。為了保證型、芯的尺寸精度，采用呋喃樹脂砂造型，型、芯表面刷醇基石墨涂料，涂料厚度0.5mm，過渡部分采用樣板進行檢測修磨。

　　1￥2鑄內貼鑄件窄I打芯Fig. 1.3澆注系統及冒口設計1.3.1澆注系統設計及計算澆注系統采用階梯式，上下共分三層，每層6個內澆道，澆注系統由耐火磚管組成。

　　由于鑄件比較厚大，澆注系統采用開放式，澆冒口重量按毛重的40°%估算。

　　G=鑄件毛重+澆冒口平均壓力頭計算：Hp=H-C/2=260-220/2=150cm：為平均壓力頭，mm；H.為澆口杯水平面至內澆道距離，cm；C為鑄件在鑄型內的總高度，cm.澆注系統most小總截面積計算：為阻流系數取0.4；t為澆注時間，s；Hp為平均壓力頭，mm. 1.3.2補縮冒口及外冷鐵設計設計原則：保證厚大部位的凝固得到有效補縮。

　　局部采用外冷鐵，使外冷鐵部位實現均衡凝固。

　　及球體面上安放隨形外冷鐵。外冷鐵表面要求烘干除銹處理。

　　為了獲得準確的數據，在鑄件本體制作多處附鑄試塊，以便于數據采集和分析。

　　2熔煉工藝控制2.1原材料的選擇多選用高純生鐵，要求微量元素含量較低，含Mn量（質量分數，下同）要小于0.2%，P的含量要低于0.03%，Ti的含量要小于0.03%.作為配料用廢鋼要嚴格控制微量元素及含P、S量。

　　2.2化學成分的選擇對厚大的球墨鑄鐵件，鑄態組織要求為鐵素體基體，滿足風電鑄件的性能要求。碳含量的范圍既要保證充分的石墨化要求，又要防止出現石墨漂浮，一般選擇在3.5%3.8%.對于有低溫沖擊要求的QT400-18AL，終Si量在2.0%2.2%，以獲得良好的補縮性能和各項力學性能指標。Mn、P具有偏析傾向，要嚴格控制鐵液成分中Mn<0.2%，P<0.04%，S<0.02%，防止出現成分偏析而影響性能指標。

　　2.3球化孕育處理采用包內球化孕育處理，球化劑采用低Si球化劑，增加孕育劑的加入量，采用多次孕育的方式進行孕育。

　　由于鑄件重量較大，澆注時間相對較長，為了達到各項性能指標的要求，加強鐵液球化的抗衰退能力，根據許多廠家的經驗，對鐵液進行預處理，也就是說在球化操作之前，采用合理的預處理劑，使鐵液中的O、S含量降低，并形成穩定的形核質點，改善鐵液的內在質量，為進一步球化反應創造良好的條件。預處理工藝的主要優點有：大大提高抗衰退能力，降低球化劑的加入量，提高Mg的吸收率，增加單位面積石墨成球質子數，提高球化率，減少收縮，消除縮松；凈化鐵液，去除鐵液中的夾雜物，使其便于扒除。

　　2.4澆注工藝采用兩個澆包進行澆注，澆注時要求大流量快速澆注，澆注時間控制在90100s，澆注溫度1380°C左右，澆注時加0.3%的隨流孕育。most終鐵液成分要求：2.5型內熱處理澆注之后，利用樹脂砂良好的保溫性、退讓性和鐵液自身的余熱，讓鑄件在鑄型內進行隨型保溫。使鑄件緩慢冷卻，促進凝固時共析轉變穩定進行，以提高球墨鑄鐵的塑性，緩慢冷卻就相當于進行了一次熱處理，使殘余熱應力得到有效消除，鑄件開箱時間控3結束語采用以上工藝措施，生產出的輪轂鑄件力學性能、金相組織、內在質量均達到了風電鑄件的技術要求，但在尺寸上局部有些偏差，這對下一步模具設計制作提供了技術參數。