隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，對(duì)風(fēng)電鑄件的需求量不斷增加，風(fēng)力發(fā)電中的大型零件，如輪轂、機(jī)座等都采用球墨鑄鐵進(jìn)行生產(chǎn)。此類(lèi)鑄件隨功率的不同，重量在5000~15000kg之間。由于壁厚較厚（一般大于100mm），重量較重，冷卻速度慢，凝固時(shí)間長(zhǎng)，特別是要滿足良好的綜合力學(xué)性能要求，對(duì)生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)格。
澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)
風(fēng)電鑄件的壁厚在50~200mm，采用剛性強(qiáng)的樹(shù)脂砂造型。風(fēng)電鑄件多采用冒口輔加適當(dāng)數(shù)量的冷鐵工藝。冒口有縮頸式頂冒口、縮頸式邊冒口，壓邊冒口、披縫式溢流冒口等。
風(fēng)電鑄件澆注系統(tǒng)應(yīng)力求鋼液平穩(wěn)充型、防比湍流，以減少渣類(lèi)、氣孔類(lèi)缺陷。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)成直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道的比例非常大的開(kāi)放式。采用底注多內(nèi)澆道，內(nèi)澆道為扁形，與鑄件連接處要有R角，避免產(chǎn)生裂紋。高大特重件宜用兩個(gè)直澆道，階梯澆道，確保快速充型。球墨鑄鐵具有較大的氧化傾向，澆注過(guò)程中產(chǎn)生的渣可通過(guò)放置過(guò)濾網(wǎng)或過(guò)濾器來(lái)阻擋進(jìn)入型腔。過(guò)濾技術(shù)也起到細(xì)化和圓整石墨的作用。10ppi的泡沫陶瓷過(guò)濾器或200csi直孔過(guò)濾片效果較好。
運(yùn)用凝固模擬軟件驗(yàn)證工藝的可行性，可降低新產(chǎn)品或改進(jìn)工藝的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)充型、凝固、應(yīng)力場(chǎng)的模擬可直觀顯現(xiàn)工藝的可靠性。日常要積累記錄工藝設(shè)計(jì)、模擬、工藝應(yīng)用3方面情況，獲得多經(jīng)驗(yàn)，以便面對(duì)模擬結(jié)果能作出地判斷和改進(jìn)。
退火工藝
在實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)材料和過(guò)程有波動(dòng)，不能在鑄態(tài)下可靠地獲得全鐵素體組織，且風(fēng)電鑄件有高可靠性和關(guān)鍵部件20年免換的要求，因此低溫風(fēng)電球鐵件一般進(jìn)行退火處理。退火處理有兩種工藝方式。當(dāng)鑄態(tài)組織中存在自由滲碳體時(shí)，進(jìn)行高溫石墨化退火，此工藝分兩個(gè)階段，高溫階段溶解滲碳體至奧氏體中，低溫階段奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和石墨。
當(dāng)鑄件組織中無(wú)自由滲碳體時(shí)，只需做低溫石墨化退火，退火溫度為730~750℃，使共析滲碳體分解為石墨和鐵素體組織。兩階段退火工藝過(guò)程是鑄件低于200℃進(jìn)爐，在300和600℃各作1~2h的均溫處理，高溫段保溫溫度為920~940℃，保溫結(jié)束后爐冷至720~740℃，進(jìn)行低溫石墨化退火，爐冷至600℃，這時(shí)球鐵基體組織基本穩(wěn)定，出爐空冷，避免一些固溶質(zhì)點(diǎn)的析出，增強(qiáng)球鐵的韌性。如果緩慢冷卻可致脆性相析出，產(chǎn)生回火脆性，降低球鐵的低溫沖擊韌度。風(fēng)電球鐵鑄件一般不做600℃以下的時(shí)效除應(yīng)力處理，原因也在于此。
型芯工藝設(shè)計(jì)
芯子設(shè)計(jì)成上下兩個(gè)半模，芯子的制作采用在鑄型內(nèi)貼鑄件壁厚打芯（見(jiàn)圖2）的方法，就是在造好的外型內(nèi)用刮板刮出內(nèi)腔（貼鑄件壁厚），利用這個(gè)內(nèi)腔做芯盒，打出芯子（打芯），然后起出芯子，去除貼上去的壁厚，后下芯合箱，不用投入大型芯盒工裝，大大降低前期費(fèi)用，為正式生產(chǎn)時(shí)芯盒制作提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)。芯子的工藝設(shè)計(jì)要滿足下列要求：芯子整體要有足夠的強(qiáng)度和剛度、不變形；芯子要固定平穩(wěn)和便于排氣；中間芯鐵安放要方便澆注系統(tǒng)的開(kāi)設(shè)；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(shù)脂砂造型，型、芯表面刷醇基石墨涂料，涂料厚度0.5mm，過(guò)渡部分采用樣板進(jìn)行檢測(cè)修磨。
