[发明专利]一种低温高韧性球墨铸铁轴承座及其制造方法无效

专利信息
申请号: 201310114040.4 申请日: 2013-04-03
公开(公告)号: CN103160727A 公开(公告)日: 2013-06-19
发明(设计)人: 刘宪民;刘明亮;焦守民;郭宏涛;周长猛 申请(专利权)人: 山东汇丰铸造科技股份有限公司
主分类号: C22C37/04 分类号: C22C37/04;C22C33/10;C21C1/10;C21D1/32;C21D5/00
代理公司: 济南诚智商标专利事务所有限公司 37105 代理人: 韩百翠
地址: 250204 山东省*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 低温 韧性 球墨铸铁 轴承 及其 制造 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种低温高韧性球墨铸铁轴承座及其制造方法,属于铸造技术领域。 

背景技术

风能作为一种无污染排放的绿色能源,一直受到世界各国的重视。尤其,近年来随着环保要求提高及能源紧缺的迫切,各国正加快对风力发电研究的步伐,不断推出新的技术装备。我国十分重视风能的利用,大型风力发电机组的研制已列于我国“十一五”重大科技支撑计划。制约风能利用的关键是风力发电机组运行的可靠性和使用寿命,目前国内外普遍设计寿命为30年,正向50年努力。由于风电设备是野外、高空运行,维修不方便,必须保证其运行可靠性。这样其主要部件如球铁轴承箱在气候变化条件下(如一般温度在-40到40℃范围内变化)必需具有良好的性能。目前常用材料的低温脆性限制了其可靠性和使用寿命。为此,低温球铁的研制已成为国内外研究的重要方向之一。 

大量实验研究表明,球墨铸铁尤其是铁素体球铁室温下有良好的韧性,但随着温度的降低,其韧性降低,当低于某温度时韧性急剧降低而出现脆性断裂,该温度被称为韧脆转变温度。为保证其使用安全性,必须使材料的韧脆转变温度远低于最低使用温度。 

关于风机关键零部件球墨铸铁材料低温冲击性能,国外因技术保密的原因从未见诸报道。我国风机产业化获得快速发展始于2006年,一些铸造厂也是从那时才开始从事风机零部件球墨铸铁件生产,至今不超过2年,一般凭借经验生产,因为缺乏研发经历和技术沉淀过程,生产的风机关键零部件球墨铸铁件 的低温冲击性能往往达不到要求,甚至出现过大批整机不能正常运行的事件,可见迄今为止,我国尚未进行风机关键零部件球墨铸铁材料低温冲击性能的研发报道,因此开展该项研究显得紧迫和重要。 

发明内容

本发明在深入研究球墨铸铁低温脆性形成机理及影响因素的基础上,通过原材料选择与控制,材料成分设计、熔炼工艺、球化及孕育工艺的优化,研制低温下具有高冲击韧性的球墨铸铁轴承座及制备工艺;并根据典型铸件的结构特点,优化铸造工艺,从而获得低温综合性能优异的球墨铸铁轴承座,满足大功率、长寿命风力发电机组建设的需求。 

本发明的目的可以通过以下措施来实现:一种低温高韧性球墨铸铁轴承座,其特征是,其化学成分为(wt%):C:3.5-3.8%,Si:1.7-2.1%,Mn:<0.2%,Mg:0.035-0.055%,Ni:1-1.5%,RE(稀土元素):0.01-0.02%,S<0.015%,P<0.035%,余量为Fe和不可避免的杂质。 

本发明采用电炉熔炼,具体工艺步骤如下: 

(1)熔炼处理过程:采用本溪Q10生铁和低锰碳素废钢(Q10生铁和低锰碳素废钢的质量比为68-72:30)进行电炉熔炼生产;采用增碳剂(加入量为低锰碳素废钢质量的4±0.2%)增碳,镍板(加入量为Q10生铁和低锰碳素废钢总质量的1-1.5%)调整铁液成分,使铁液的化学成分如表1所示;按上述化学成分要求熔炼铁液,将炉温升到1500-1540℃,静置1-3分钟后出炉; 

表1原铁液及铸件的化学成分wt% 

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