胡志强，蒲远忠，刘红才

（天津重型装备工程研究有限公司，天津 300457）

0 引言

随着经济的高速发展，全球能源的储备量急剧下降，寻求新能源迫在眉睫。在此情形下，风力发电作为一种新兴可再生的洁净能源得到广泛的应用。风电既可以较好地缓解能源危机，又能带来经济效益，因此，风电在我国正得到重视并蓬勃发展。风电设备主要由风轮、齿轮箱体、底座、轴承座等构件组成，其中风轮由叶片与轮毂组成，而轮毂要承受叶片旋转工作时产生的作用力与各种力矩，受力情况特别复杂[1-2]，由此可见，轮毂在风力发电中有举足轻重的作用。由于结构形状复杂，壁厚较大，必须经过UT、MT，不允许存在缩松、裂纹、气孔、夹渣类缺陷，制造难度较大，另外国内对于无冒口铸造的研究较少[3]。因此，研究轮毂的无冒口铸造工艺有很大的应用价值。

轮毂常用材质为QT400-18与QT350-22，而QT500-14球墨铸铁具有抗拉强度与硬度更均匀、切削性能更好等优点[4]，但要得到QT500-14往往需要加入很多合金并执行苛刻的球化孕育工艺，其工艺在国内应用较少，合金的加入也导致生产成本的增加。因此，通过对高碳低硅与低碳高硅两种成分进行试验，先确定高硅固溶强化的生产工艺。本研究对QT500-14材质的3.5 MW大型风电轮毂进行无冒口铸造工艺设计，利用MAGMASOFT软件模拟凝固过程的温度场分布分析，并预测铸造缺陷，从而优化铸造工艺，最后成功生产出符合技术要求的轮毂。本次研究结果对大型风电轮毂的制造具有一定的参考价值。……