一种高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套及其制造方法与流程

本发明属于风电，尤其是涉及一种高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套及其制造方法。

背景技术：

1、风电锁定套功能：当遇恶劣天气或风机检修时，启动锁定装置，锁定销与锁定套配合，使风机停止运转。

2、现阶段使用的35crmo材料生产加工的锁定套、锁定销在锁定风机过程中产生相对滑动运动，35crmo材质的锁定套和锁定销作为相同类型金属产品组成的摩擦副，其抗咬合力为400~800mpa，在进行相互滑动以锁定风机过程中产生粘着磨损倾向大，在锁定风机过程中时常出现锁定套、锁定销相互咬死现象。随着风机设备技术的提高，风机容量的逐步加大，陆上最大单机容量在2018年已达6mw，目前各风电公司陆续推出8mw、9mw、10mw风机，与之相应的锁定套、锁定销锁定风机过程中所产生的接触压应力更大，35crmo材质锁定套、锁定销抗咬合能力所能提供的安全系数更低。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：针对同种35crmo材质锁定套和锁定销组成锁定组件存在以上缺陷，本发明提供一种高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套及其制造方法，其抗咬合力为1200-1500mpa。高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套与现行35crmo锁定销两种材质配合使用，使得这两种不同类型金属的锁定套、锁定销在锁定风机过程中的粘着磨损倾向，远小于同种35crmo材质锁定套和锁定销的粘着磨损倾向。

2、为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套，风电锁定套由经等温淬火热处理方式提升力学性能的球墨铸铁件加工而成，所述球墨铸铁件是由以下质量分数的化学成分经熔炼、铸造而成，其石墨球化率为90%-95%，石墨球数为200-300个/mm2；

3、球墨铸铁件质量百分数的化学成分为：c:3.3-3.9％；si：2.0-3.0％；mn：≤0.35％；cu：0.7-1.4％；ni：0.7-1.4％；p：≤0.04％；s：≤0.02％；mg：0.03-0.05％；re：0.02-0.04％，其余为fe。

4、高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套的制造方法，包括以下步骤；

5、造型覆砂：采用射型机将覆膜砂射入到200-300℃铁型、模具组成的空隙中，待铁型、模具、覆膜砂冷却至室温，将铁型与模具分离，覆膜砂粘附在铁型上，然后在覆膜砂表面刷涂能减少铸件表面粗糙、机械粘砂和化学粘砂的模样涂料，待模样涂料干燥后，铁型合在一起组成型腔等待浇注；

6、熔炼、铸造：按球墨铸铁件化学成分比例称重的原材料，依次放入到电炉中熔炼成化学成分均匀的铁液，调整铁液温度至1400-1600℃，将铁液冲入到预埋有球化剂的浇包中，对铁液进行石墨球化处理，随后将铁液浇注到已预制的型腔中，在浇注过程中采用随流孕育的方式对铁液进行二次球化孕育处理，得到石墨球化率90%-95%，石墨球数为200-300个/mm2的球墨铸铁件锁定套毛坯；

7、等温淬火热处理：将上述锁定套毛坯在400-600℃的条件下预热处理1-4小时，然后送入到750-950℃的气氛保护炉中保温1-4小时，随后快速浸入到200-360℃的熔融盐液中保持1-4小时后空冷至室温，获得以奥铁体为主要基体具有高强度、高耐磨性能的球墨铸铁锁定套；

8、机械加工：将经热处理后的锁定套精车外圆、端面至图纸要求尺寸，以精车所得锁定套外圆、端面作为基准，再对锁定套内腔、端面形状特征精加工到图纸尺寸；

9、油漆喷涂：对精加工锁定套依次进行清洗去除其表面油脂和可溶性盐份，对锁定套的非油漆面防护后，再对锁定套进行油漆面喷砂处理以及油漆面喷涂油漆。

10、进一步地，油漆喷涂步骤中，锁定套油漆面底漆油漆厚度为80-160μm，三层漆油漆厚度为240-480μm，油漆面附着力大于等于5mpa，且不出现a/b类破坏。

11、进一步地，造型覆砂步骤中，模样涂料选用石墨涂料、锆英粉涂料、刚玉涂料中的一种。

12、进一步地，熔炼、铸造步骤中，随流孕育工艺中随流孕育剂选用粒度为1-3mm的硅铁孕育剂。

13、进一步地，熔炼、铸造步骤中，球化剂重量为铁液重量的0.22%-0.3%，随流孕育工艺中随流孕育剂重量为铁液重量的0.65%-0.8%。

14、与现有技术相比，本发明的有益之处是：

15、（1）、造型覆砂工序中，铁型和薄的覆膜砂层组成的铸型在金属液结晶过程中有明显的激冷作用，可使铸件晶粒度细化，同时这种铸型具有刚度高、变形小、冷却快的特点，这种工艺铸造的铸件组织更致密。

16、（2）、锁定套高强度、高耐磨的性能是由球墨铸铁化学成分决定的淬透性以及等温淬火热处理工艺共同作用的结果。在这种热处理工艺处理下，球墨铸铁的合金成分比例能够使壁厚为80-100mm的锁定套基体组织经淬火转变为奥铁体，石墨球化率90%-95%，石墨球数为200-300个/mm2的球墨铸铁件能够提高热处理性能，球墨铸铁件制造的风电锁定套具有高强度、高耐磨性能，该球墨铸铁风电锁定套使用寿命能够达到25年，不会发生磨损失效问题，克服了风电技术领域多年以来存在的因锁定套与锁定销配合使用时抗咬合能力差，导致锁定销的粘着磨损倾向问题。

技术特征：

1.一种高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套，其特征在于：风电锁定套由经等温淬火热处理方式提升力学性能的球墨铸铁件加工而成，所述球墨铸铁件是由以下质量分数的化学成分经熔炼、铸造而成，其石墨球化率为90%-95%，石墨球数为200-300个/mm2；

2.根据权利要求1所述的高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套的制造方法，其特征在于：包括以下步骤；

3.根据权利要求2所述的高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套的制造方法，其特征在于：油漆喷涂步骤中，锁定套油漆面底漆油漆厚度为80-160μm，三层漆油漆厚度为240-480μm，油漆面附着力大于等于5mpa，且不出现a/b类破坏。

4.根据权利要求2所述的高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套的制造方法，其特征在于：造型覆砂步骤中，模样涂料选用石墨涂料、锆英粉涂料、刚玉涂料中的一种。

5.根据权利要求2所述的高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套的制造方法，其特征在于：熔炼、铸造步骤中，随流孕育工艺中随流孕育剂选用粒度为1-3mm的硅铁孕育剂。

6.根据权利要求5所述的高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套的制造方法，其特征在于：熔炼、铸造步骤中，球化剂重量为铁液重量的0.22%-0.3%，随流孕育工艺中随流孕育剂重量为铁液重量的0.65%-0.8%。

技术总结
本发明公开了一种高强度高耐磨球墨铸铁风电锁定套及其制造方法，锁定套由经等温淬火热处理方式提升力学性能的球墨铸铁件加工而成，其石墨球化率为90%‑95%，石墨球数为200‑300个/mm<supgt;2</supgt;；球墨铸铁件质量百分数的化学成分为：C:3.3‑3.9％；Si：2.0‑3.0％；Mn：≤0.35％；Cu：0.7‑1.4％；Ni：0.7‑1.4％；P：≤0.04％；S：≤0.02％；Mg：0.03‑0.05％；Re：0.02‑0.04％，其余为Fe。包括造型覆砂；熔炼、铸造；等温淬火热处理；机械加工；油漆喷涂。球墨铸铁件制造的风电锁定套具有高强度、高耐磨性能，该球墨铸铁风电锁定套使用寿命能够达到25年，不会发生磨损失效问题，克服了风电技术领域多年以来存在的因锁定套与锁定销配合使用时抗咬合能力差，导致锁定销的粘着磨损倾向问题。

技术研发人员：夏勇,常帅,陈迎军
受保护的技术使用者：艾普零件制造（苏州）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14