艾秀兰，曹晓贤

(大连交通大学 材料科学与工程学院，辽宁 大连 116028)*

在各类新能源开发中，风电已成为全球的战略能源.优沃的风能资源能弥补能源供应的巨大缺口[1-5]，因此风电行业具有很好的未来发展前景和巨大空间.我国风电产业发展模式是先消化吸收国外的风电机组发展方式，随后再自主研发.现今，基于铸造技术生产，适合于我国的风电铸件已形成批量生产的模式.风力发电需要通过大型机械将风能转化成电能，轮毂是风电机组中最为重要的大型铸件[6-7]，其质量对整个机组的服役周期至关重要.又由于轮毂铸造材质为球墨铸铁QT400-18L，尺寸较大、结构也较为复杂，所以合理的浇注系统和铸造工艺参数对于有效避免铸造缺陷，保证铸件质量优良至关重要.本文应用Flow-3D数值仿真软件优化轮毂铸件浇注系统方案及浇注速度，并利用优化后的工艺方案进行生产试制.

1 风电轮毂零件参数

轮毂轮廓为球状壳体，浆叶孔拐角处结构较为复杂，轮廓尺寸为4 000 mm×3 800 mm×3700mm，主要壁厚约为50～170 mm，具体结构如图1所示.

图1 轮毂零件三维模型

2 浇注系统设计

综合考虑轮毂铸件的铁液浇注量及QT400-18L的铸造特性，浇注系统设计遵照平稳、大流量和快速充型的原则，尽量缩短充型时间.风电轮毂铸件属厚大断面球墨铸铁件，充型过程中浇注量大，铁液在充型过程中极易氧化，如果充型过程中铁液流动不平稳或断流，则将导致紊流，从而可能形成夹渣、气孔、冷隔等铸造缺……