铸造用过滤布在风电铸件上的应用

2018-05-08黄汉云孙中民

铸造设备与工艺 2018年1期

黄汉云，孙中民

（1.南通开放大学，江苏南通 226006；2.无锡赫夫曼铸造科技有限公司，江苏无锡 214072）

铸造用过滤布主要成份是SiO2（含量达90%以上），有一定的高温工作特性，为非脆性材料，没有高温化学反应倾向。过滤布主要起到过滤铁水中夹杂物的作用，对铁水有一定的整流作用，但整流作用比直孔过滤器小。目前，过滤布主要用于浇注时间大于2 min的大中型铸铁件的过滤，国内在风电铸件的生产上使用的最多。典型的使用铸造厂有江苏吉鑫风能科技股份有限公司、江苏一汽铸造有限公司。

目前，国内使用的铸造用过滤布主要是进口产品，典型的生产商有德国Culimeta过滤布。但现在国内也有企业生产铸造用过滤布，并已应用于铸造厂。现在应用的普通过滤布因工作温度受限，已开始在普通过滤网布上应用先进涂层生产工艺，使得过滤布的工作温度提高很多，可达1450℃～1500℃，可以对铁水起到更好的过滤效果。图1、图2分别为普通过滤布及加涂层的过滤布。

1 过滤布的主要规格

图1 普通过滤布（偏白色）

图2 加涂层过滤布（偏深色）

目前使用的过滤布的孔径主要有1.5mm×1.5mm和2.0mm×2.0mm两种，过滤布的门幅宽度有880mm和1 200 mm两种。过滤布的熔化温度可达1 700℃.

2 使用工艺介绍

过滤布能有效地挡住刚刚开始浇注时的铁水中的夹杂物，而开浇时的铁水一般是最“脏”的。在浇注过程中由于铁水的冲刷及较高的铁水静压头，过滤布经常会产生破裂问题，但过滤布在高温下有较好的韧性，破裂的过滤布不但不会产生碎片掉下来进入铸件中，而且还能把已挡住的夹杂物吸附住，不让夹杂物进入铸件中。另外浇注过程中过滤布也易于变形，浇注后网孔的尺寸往往比浇注前要大。

过滤布与相应的砂芯和型腔组成了过滤网，铁液流经过滤网时，对铁液起到过滤作用，挡住了铁液中的夹杂物，避免其进入铸件型腔，同时还可以降低铁液流动速度而减少铁液紊流程度，以减少铁液二次氧化形成夹渣。

根据国内一些铸造厂使用过滤布的成熟经验，总结出如下的使用工艺：

1）首先根据铸件浇注重量和过滤布单位面积的过铁能力或按横浇道截面积的3～5倍（经验参考数据），计算出过滤网的过滤截面积；

2）根据过滤截面积和铸件型板布局，设计过滤网坭芯。图3为三种型号过滤网坭芯示意图，分别为四孔、二孔、单孔三种过滤网坭芯；

图3 三种型号过滤网坭芯示意图

3）使用树脂砂做出过滤网坭芯；

4）在过滤网坭芯上按照一定的工艺将过滤布包覆好，用排钉将过滤布固定在过滤网坭芯上，形成过滤坭芯，如图4所示；

5）根据铸件的结构来设计过滤坭芯和横浇道，确保铁液全部从过滤网通过。设计过滤坭芯时要注意，如果过滤坭芯尺寸太大，过滤坭芯会压坏；如果设计的过滤坭芯尺寸太小，铁水会从披缝中通过，造成夹渣物不能被拦截，进入铸型型腔。图5为两种放置过滤坭芯的过滤横浇道示意图，a）图表示左右对称放置二个过滤坭芯，b）图表示单边放置一个过滤坭芯；

图4 过滤布与坭芯的包覆示意图

图5 两种放置过滤据芯的过滤横浇道示意图

6）安放过滤坭芯的位置应距离直浇道200 mm以上；

7）过滤坭芯安放位置前方应采用喇叭口过滤。

过滤坭芯实物见图6.

图6 过滤坭芯实物

3 关键技术指标对铸件质量的影响

3.1 耐高温性能

耐高温性能即最大工作温度，决定了能否保持形状及物理过滤的作用。可以用标准重量高温下冲击模拟测试来验证其耐高温性能，见图7.测试时，在周边固定、拉平的过滤布上静止放置一个钢球，钢球最大直径为12 cm，质量为7.3 kg.然后用喷灯在过滤布下面燃烧，对过滤布进行加热。根据经验，当过滤布上的温度达到1 200℃时，钢球没有把过滤布压破的话，耐高温性能就为合格。