[发明专利]一种大型盘类复杂结构零件的铸型和铸造方法

说明书

本发明公开了一种大型盘类复杂结构零件的铸型，其包括铸型，所述铸型设有盘形零件型腔、若干冒口型腔、若干出气口及浇铸系统；所述浇铸系统包括至少两个进铁口、至少两条铁水主流道、中心分流腔、若干铁水分流道以及若干过滤器，所述铁水主流道和所述铁水分流道设于所述铸型底部，所述中心分流腔设于所述铸型底部中心位置。所述浇注系统分布合理，可大大缩短浇注时间，保证进铁平稳。所述冒口型腔和所述出气口的针对性设置，可保证型腔的发气量及冒口补缩。本发明还公开了一种铸造方法，使用该铸型，结合使用石墨冷铁和压铁，可有效解决在铸造过程中易产生的缩松、夹渣、冷隔、变形等铸造问题。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体涉及一种大型盘类复杂结构零件的铸型和铸造方法。

背景技术

风电机组用的大兆瓦风电转子属于大型盘类零件，尺寸较大且结构复杂。比如图1所示的GE6MW转子，基本参数为：直径高度1018mm，毛坯重量47T左右，浇注重量将近60T；其由外到内以此包括外圈法兰1、环形筋板2和内圈法兰3，外圈法兰1和环形筋板2之间还连有18根竖筋，环形筋板2和内圈法兰3之间连有6板筋。其他型号的风电转子结构与GE6MW转子类似，结构均较为复杂，该类零件原为焊接件，基本可以满足陆地环境风电机组的使用要求。而海上风电是未来一段时期风电项目的重点，大兆瓦风电转子的开发势在必行，但是在海上，风电机组所处的环境与陆地条件截然不同，海上风电技术远比陆地风电复杂，在建设海上风场过程中，不得不考虑盐雾腐蚀、海浪载荷、海冰冲撞、台风破坏等恶劣自然条件和环境条件对风机的影响。在整机中，风电转子所承载的应力尤其突出，焊接而成的风电转子往往难以达到要求，因此急需开发强度和耐候性更佳的风电转子的铸件。但是目前铸造技术中，盘类零件铸造难点大，往往存在缩松、夹渣等铸造缺陷，这些铸造缺陷难以控制，而风电转子不仅尺寸较大，而且结构复杂，其铸造更是难点中的难点，缩松、夹渣等铸造缺陷更加难以控制，急需开发新的方案以解决铸造过程中的这些缺陷。

发明内容

因此，针对现有技术中风电转子等大型盘类复杂机构零件铸造过程中易出现缩松、夹渣等缺陷的技术问题，本发明的目的在于提供一种大型盘类复杂机构零件的铸型。

本发明的大型盘类复杂结构零件的铸型设有盘形零件型腔、若干冒口型腔、若干出气口及浇铸系统；所述浇铸系统包括至少两个进铁口、至少两条铁水主流道、中心分流腔、若干铁水分流道以及若干过滤器，所述铁水主流道和所述铁水分流道设于所述铸型底部，所述中心分流腔设于所述铸型底部中心位置；所述铁水主流道上游与所述进铁口接通，下游与所述中心分流腔接通；若干所述铁水分流道呈发散状均匀分布，且上游与所述中心分流腔接通，下游末端通入所述零件型腔，若干所述过滤器分别设于若干所述铁水分流道上。

本发明的铸型制作时，和普通铸型制造过程相同，同样可分为上模和下模，分别通过向砂箱中落砂成型。

本发明的一些较佳实施例中，所述大型盘类复杂结构零件为风电转子，所述风电转子包括外圈法兰、环形筋板和内圈法兰，所述外圈法兰和所述环形筋板之间连有若干根竖筋，所述环形筋板和所述内圈法兰之间连有若干板筋，所述零件型腔形状拟合与所述风电转子的外形；所述冒口型腔包括若干外压边冒口型腔和若干内压边冒口型腔，若干所述外压边冒口型腔均匀分布在所述零件型腔的外围上方，若干所述内压边冒口型腔均匀分布在所述零件型腔的内侧上方；所述出气口均匀分布在所述零件型腔与所述环形筋板对应位置的上方。

较佳的，所述进铁口数量为2，两个所述进铁口分别设于所述铸型两侧，所述铁水主流道数量为4，每个所述进铁口对应连通两条所述铁水主流道。

较佳的，若干所述外压边冒口型腔的位置与若干所述竖筋的位置对应，若干所述内压边冒口型腔的位置与若干所述板筋的位置对应。

较佳的，各所述外压边冒口型腔和各所述内压边冒口型腔的下部为方框体，上部为柱形体。

较佳的，各所述出气口为上大下小的扁口，所述出气口的截面积为所述进铁口截面积的1～2倍。