冷铁风电铸件表面夹杂的成因及预防

风电铸件的外观质量和内部致密性要求非常严格，严禁焊补，外观不得有可见的夹渣气孔和夹砂缺陷；在满足壁厚要求的前提下，如有此类缺陷，必须打磨去除，不能去除的铸件必须报废。一方面，表面夹杂物降低了铸件的外观质量和力学性能；另一方面，研磨增加了人工成本，延长了交货时间。表面缺陷增加了铸造废品的概率，这是目前每个铸造厂的技术难点。除了风力发电部件的常规检查外，每个铸件还需要进行低温冲击试验、超声波检查和磁粉检查。同时，风电铸件属于大截面铁素体球墨铸铁件。由于Mg和RE的加入，凝固时间较长，容易出现二次氧化渣、石墨畸变等缺陷。风电铸件表面的气孔、砂眼、渣孔大部分可以消除，但二次氧化渣不能完全消除，是铸件表面微裂纹的来源。应在每个铸件的表面进行磁粉检测。目前，磁粉检测ENI369标准被广泛用于判断表面缺陷是否合格。高应力区和关键部位满足2-3级，一般区域满足3-4级。超标的不合格。

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鉴于大断面铁素体球墨铸铁铸件的特殊性，不可能完全避免表面夹杂物，但可以采取一些措施尽量减少表面缺陷的发生。在大型风电铸件中，夹杂物主要由成型材料、一次渣和二次氧化渣三个因素造成。以下三个部分分析了缺陷产生的原因及对策。
1建模材料
1.1型砂型腔内的砂子来源广泛，所以只要是砂型铸造，就不可避免的会有夹砂缺陷。但只要采用合理的工艺，操作人员精心操作，夹砂缺陷是可以减少的。
芯强度要高，型砂质量要好。轮毂和底座铸件属于厚大铸件，铁水凝固时会产生非常大的石墨化膨胀力，所以要求型芯强度足够高。一般大块的24h抗拉强度应达到1.0 ~ 1.2 MPa。砂型强度过低，一方面会造成壁面位移、缩孔、气孔缺陷，另一方面会造成粘砂、铁瓢、冲砂缺陷。现场最直接的定量控制方法是用砂硬度计检测型芯表面硬度，大部分达到90就认为合格。除了根据工艺要求加入合理的树脂和固化剂外，成型操作中还应特别注意密实度。大块生产，放砂时必须4-5人一起进行表面压实作业。压实和松散在岩心强度上有很大差异。有条件的铸造厂应配备压实台。成型制芯时，应使用压实台进行振动压实，而不是手动压实。压实后的砂型强度完全可以满足使用要求，并且可以减少树脂的添加量，节约成本。还必须做好再生砂的质量检查工作，及时纠正任何异常情况，确保型砂质量稳定。作者所在工厂生产的轮毂表面曾经出现过严重的点蚀现象。分析原因后，发现型砂质量指标严重超标，含泥量和烧失量很高。为了提高强度，必须增加树脂固化剂的用量。因此，型砂中的硫含量大大增加，并与铁水中的镁反应，产生大量的二次氧化渣。通过修复设备，型砂质量恢复正常指标，树脂固化剂用量减少，轮毂表面麻点现象自然消失。

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1.2涂层
涂层质量较好，注意涂层质量。风电铸件的型芯通常采用锆石粉末复合涂层或纯锆石粉末涂层。一方面，表面质量好，纹理减少，表面光洁度提高；另一方面，可以提高型芯表面的强度和耐火性，减少铸件表面的夹砂缺陷。涂层厚度适中，大的控制在0.5 ~ 0.8 mm，太厚容易脱落造渣，太薄容易粘砂。一般刷两遍。使用前，必须测量涂层的波美度，以达到工艺规定的范围，并及时搅拌。油漆芯和瓷管内的油漆堆积必须清理干净，尤其是瓷管和流道。上漆时可用废报纸或木塞塞入瓷管。特别注意的是，激冷器上的涂层不能太厚。一般可用薄漆刷一遍，否则会脱落造成铸件夹杂。