專利名稱：：1-3mw風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及球鐵鑄件的制造工藝，尤其是鑄造1-3MW風(fēng)電輪轂等鑄件的鐵塑模具的制備方法。
背景技術(shù)：
：風(fēng)能是一種永不枯竭的清潔能源，在石油、煤炭等礦藏能源日漸減少，環(huán)境氣候越來(lái)越惡劣的情形下，世界各國(guó)都在大力推進(jìn)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)速度。2008年全球風(fēng)力發(fā)電規(guī)模比上年增長(zhǎng)了30%，新增風(fēng)力發(fā)電規(guī)模約2700萬(wàn)千瓦，其中美國(guó)占31%居首位，中國(guó)占23%居第2位，根據(jù)我國(guó)"可再生能源'十一五'發(fā)展綱要〃提出的具體規(guī)劃，到2010年我國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到1000萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量為210億千瓦時(shí)。截至2008年底，我國(guó)風(fēng)電實(shí)際完成裝機(jī)容量約為894萬(wàn)千瓦，比上年增加了111.48%。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組離不開關(guān)鍵零件一-低溫、高韌、大型球鐵件，據(jù)測(cè)算，每l麗風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，就需要20噸的高性能球鐵件，因此風(fēng)力發(fā)電鑄件的需求量也正在與日俱增。風(fēng)電機(jī)組用輪轂、底座等鑄件是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵零部件，是若干零件的載體，承受沉重、復(fù)雜的載荷，并要在-4(TC—4(TC的環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)可靠地工作，保證20年不更換。因此對(duì)MW級(jí)輪轂、底座等鑄件質(zhì)量要求極近苛刻，并由于輪轂、底座結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，壁厚不均，重量達(dá)10T以上，輪廓尺寸達(dá)到3-6米，尺寸精度要達(dá)到CT1卜13級(jí)，出現(xiàn)一點(diǎn)尺寸偏差就會(huì)對(duì)整機(jī)造成重大影響。所以對(duì)鑄造行業(yè)來(lái)講，并非易事，其中主要原因之一是沒(méi)有一種適合大批大量生產(chǎn)大型、極高要求的風(fēng)電鑄件的模具。在鑄件生產(chǎn)中所使用的傳統(tǒng)模具，大體可分為三大類木模、金屬模、塑料(樹脂)模。其三種模具的特點(diǎn)及表i;從表l可知由于此三種模具的各自局限性，不能適合大型、大批量、高要求的風(fēng)電鑄件的生產(chǎn)，因此研發(fā)出適合風(fēng)電鑄件使用的模具，是風(fēng)電鑄件行業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有模具不足，提出一種鐵塑模具的制備，以此鐵塑模具制造大型、大批量、高要求的風(fēng)電鑄件。尤其是1-3MW風(fēng)電輪轂零件的鐵塑模具。本發(fā)明的技術(shù)方案是1-3麗風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是以鋼材制成模具的鋼結(jié)構(gòu)外殼，鋼結(jié)構(gòu)外殼的中央置有芯模，在鋼結(jié)構(gòu)外殼與芯模形成的空腔中以重力澆注方式澆注樹脂，當(dāng)樹脂硬化后，脫去芯模，樹脂與鋼結(jié)構(gòu)外殼一體化構(gòu)成鐵塑模具。其中樹脂的選擇、配比；樹脂和鋼結(jié)構(gòu)外殼的結(jié)合；澆注充型的方法；是本發(fā)明的關(guān)鍵。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明制造的是以金屬(鋼材)、塑料(樹脂)為主材的鐵塑模具；750KW、1,25MW、1.5MW、2.1MW、2.5MW系列輪轂、底座、箱體鐵塑模具。采用鋼結(jié)構(gòu)的外殼，可使模具的整體強(qiáng)度達(dá)到金屬模的標(biāo)準(zhǔn)，在大批量生產(chǎn)過(guò)程中保證了模具不變形，采用內(nèi)部樹脂結(jié)構(gòu)，可使模具的尺寸精度達(dá)到金屬模具的標(biāo)準(zhǔn)，而且避免了塑料模的易開裂、不能生產(chǎn)大型模樣的缺點(diǎn).鐵塑模具在實(shí)際生產(chǎn)、應(yīng)用中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)與木模相比表明制作周期大體相等或略長(zhǎng)，雖造價(jià)費(fèi)用增加約一倍，但使用壽命達(dá)五倍以上，甚至有些模具的使用壽命達(dá)到十至二十倍，且不易變形.與金屬模相比表明制作周期比金屬模短一倍時(shí)間，造價(jià)費(fèi)用節(jié)約一倍，但使用壽命少三分之一，但其導(dǎo)熱性能比金屬模低，而更適用于風(fēng)電鑄件樹脂砂造型；并且如需對(duì)模具進(jìn)行修改，鐵塑模具遠(yuǎn)優(yōu)于金屬模，總體性價(jià)比優(yōu)于金屬模；本發(fā)明還能省卻復(fù)制后的首件驗(yàn)證過(guò)程。達(dá)到模具使用時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)要求.本發(fā)明模具經(jīng)測(cè)試和實(shí)際應(yīng)用，模具的質(zhì)量指標(biāo)和各項(xiàng)性能完全符合生產(chǎn)需要。鐵塑模具是風(fēng)電鑄件產(chǎn)品的發(fā)展方向。圖1是本發(fā)明加工制備的芯模結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明加工制備的鋼模外殼結(jié)構(gòu)示意圖圖3是本發(fā)明加工制備的模具結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施例方式本發(fā)明的制備如下述依據(jù)產(chǎn)品圖和鑄造工藝圖，設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)骨^和外殼。使用10mm—30mra鋼板焊接制作鋼結(jié)構(gòu)骨架和外殼，焊縫必須牢固。為防止鋼結(jié)構(gòu)骨架和外殼變形，對(duì)其進(jìn)行回火處理，芯模采用木模或發(fā)泡材料制作。骨架和外殼鋼板的內(nèi)表面要清潔無(wú)油，為保證樹脂與鋼板的牢固結(jié)合，在外殼的內(nèi)表面涂刷偶聯(lián)劑(常用的鈦酸酯等)。并涂敷高粘結(jié)性樹脂，樹脂采用雙組份樹脂，刷涂厚度為0.5-lmm。如聚氨酯或環(huán)氧等，以10:l配制，刷涂厚度為0.5-lmm。將芯模1放置在水平板中央，芯模表面均勻涂覆0.5mm厚的脫模劑，將鋼結(jié)構(gòu)骨架外殼2翻轉(zhuǎn)，置于芯模之上方。外殼水平邊緣與水平板密閉(可采用先以粘接劑密封縫處)并以固定栓將水平板與鋼模具的骨架緊密固定，模具的骨架上設(shè)有樹脂澆注口和出氣口。樹脂可采用進(jìn)口高強(qiáng)度雙組份，如多組份環(huán)氧不飽和樹脂或不飽和樹脂，為提高強(qiáng)度和耐磨性，添加3-15%的石英粉和/或鐵粉，石英粉和鐵粉的顆粒粒徑小于0.2mm。調(diào)制好后在1小時(shí)之內(nèi)必須澆注完畢；為保證樹脂澆注的流動(dòng)性，達(dá)到充型完整，必須在15-25'C的環(huán)境溫度條件下進(jìn)行制備。在澆注樹脂前鋼模具的骨架和外殼鋼板加熱至25-35'C。外殼與芯模形成的空腔以重力澆注方式澆注樹脂3，當(dāng)樹脂硬化后，脫去芯模，樹脂與骨架和外殼一體化構(gòu)成鐵塑模具。實(shí)施例釆用此種方法，首次試制印度SUZLON1.25MW輪轂即獲成功。此套模具到目前已生產(chǎn)1500件鑄件。比以前使用木模相比綜合廢品率降低10%,生產(chǎn)效率提高25%，每件節(jié)省鐵水500公斤，達(dá)到了大批量、大型、高要求的風(fēng)電鑄件的要求、這項(xiàng)技術(shù)方案創(chuàng)造了巨大效益。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是以鋼材制成模具的鋼結(jié)構(gòu)外殼，鋼結(jié)構(gòu)外殼的中央置有芯模，在鋼結(jié)構(gòu)外殼與芯模形成的空腔中以重力澆注方式澆注樹脂，當(dāng)樹脂硬化后，脫去芯模，樹脂與鋼結(jié)構(gòu)外殼一體化構(gòu)成鐵塑模具。2、由權(quán)利要求1所述的1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是鋼板外殼的內(nèi)表面與樹脂接觸處要清潔無(wú)油，并涂敷高粘結(jié)性的偶聯(lián)劑和樹脂刷涂，樹脂采用雙組份樹脂，刷涂厚度為0.5-lmra。3、由權(quán)利要求1所述的1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是在15-25'C的溫度條件下進(jìn)行澆注。4、由權(quán)利要求l所述的l-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是在灌注樹脂前骨架和外殼鋼板加熱至25-35°C。5、由權(quán)利要求1所述的1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是進(jìn)口高強(qiáng)度雙組份、多組份環(huán)氧不飽和樹脂，為提高強(qiáng)度和耐磨性，添加3-15%的石英粉和/或鐵粉，石英粉的顆粒粒徑小于0.2mra，調(diào)制好后在1小時(shí)之內(nèi)必須澆注完畢。6、由權(quán)利要求1所述的1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是樹脂澆注方式為重力澆注方法，為保證充型的完整性，在頂端放置出氣孔。7、由權(quán)利要求1所述的1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是使用lOmm一30mm鋼板焊接制作鋼結(jié)構(gòu)骨架和外殼，焊縫必須牢固，為防止鋼結(jié)構(gòu)骨架和外殼變形，對(duì)其進(jìn)行回火處理，芯模采用木模制作。8、由權(quán)利要求1所述的1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，其特征是將芯模放置在水平板中央，芯模表面均勻涂覆0.5mm厚的脫模劑，將鋼結(jié)構(gòu)骨架和外殼翻轉(zhuǎn)，置于芯模之上，鋼結(jié)構(gòu)骨架外殼水平邊緣與水平板密閉，可采用先以粘接劑密封縫處并以固定栓將水平板與模具的骨架緊密固定，模具的骨架上設(shè)有樹脂澆注口和出氣口，當(dāng)樹脂硬化后，脫去芯模，樹脂與骨架和外殼一體化構(gòu)成鐵塑模具。全文摘要1-3MW風(fēng)電輪轂鐵塑模具的制備方法，以鋼材制成模具的鋼結(jié)構(gòu)外殼，鋼結(jié)構(gòu)外殼的中央置有芯模，鋼板外殼的內(nèi)表面與樹脂接觸處要清潔無(wú)油，以噴丸方式進(jìn)行處理，對(duì)內(nèi)表面打毛打粗、焊接若干連接鋼筋，并涂敷高粘結(jié)性的偶聯(lián)劑；在鋼結(jié)構(gòu)外殼與芯模形成的空腔中以重力澆注方式澆注樹脂，采用環(huán)氧、不飽和樹脂或聚合樹脂，樹脂中添加3-15％的石英粉，石英粉的顆粒粒徑小于0.2mm。澆注方式為全密封式重力澆注方法，在15-25℃的溫度條件下進(jìn)行澆注，灌注樹脂前骨架和外殼鋼板加熱至25-35℃。文檔編號(hào)B22C9/28GK101653816SQ20091018447公開日2010年2月24日申請(qǐng)日期2009年8月17日優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日發(fā)明者華永犖,華張,王建宏,童惠珠,穎胡申請(qǐng)人:江蘇吉鑫風(fēng)能科技股份有限公司