一种风电法兰的热锻工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种风电法兰的热锻工艺，所述工艺为：连铸坯经加热后进行镦粗，镦粗后的锻件经冲孔、平整端面后，即可完成热锻过程；所述镦粗过程为：（1）将连铸坯直接镦粗到高度H1=H0/(1.6～2.1)，H1为直接镦粗后的高度，H0为镦粗前的高度；（2）将直接镦粗后的锻件采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，进砧时的旋转角度为90°；（3）旋转镦粗至压下量为ΔH/2±20mm后，锻件翻转180°，再次采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，直至达到成品要求尺寸；所述ΔH为旋转镦粗的总压下量。本工艺镦粗过程中，单位面积上所受到的力增大，使整个断面三向压应力范围扩大，可有效地提升锻件组织的致密性和均匀性；可有效地提升产品的力学性能，提升探伤合格率，提高锻件的整体质量水平。

A Hot Forging Process for Wind Power Flange

【技术实现步骤摘要】
一种风电法兰的热锻工艺
本专利技术涉及一种锻造工艺，尤其是一种风电法兰的热锻工艺。
技术介绍
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到各个国家的重视，风能是通过空气流动做功，其蕴含着巨大的能量，因此，风力发电越来越受关注。风电法兰就是用于连接塔筒与轮毂，轮毂与叶片之间的结构件，是风电机组的重要零部件之一。由于风力发电要经受高温、高寒、高湿度、风沙和盐腐蚀等恶劣的运行环境，其质量直接影响着风电机组是否可靠运行，所以风电法兰再生产加工过程中一定要严格遵循生产工艺，保证风电法兰的质量。随着风力发电的迅猛发张，市场对风电法兰的需求也越来越大，一般风力发电机组的寿命是20年，产品的质量至关重要。目前，风电法兰多采用连铸坯进行热锻，并经辗环成形。热锻采用压机进行自由锻造，锻造采用直接镦粗方式生产，后经冲孔完成初始锻坯。此种镦粗方式由于不能有效的锻合铸态下的疏松和缩孔，会导致风电法兰组织不致密，存在不均匀的问题；在检验力学性能（拉伸试验和冲击试验）时，易在组织薄弱部位先失稳，导致力学性能比较低，甚至存在性能不合的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种可促进缺陷锻合的风电法兰的热锻工艺。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：连铸坯经加热后进行镦粗，镦粗后的锻件经冲孔、平整端面后，即可完成热锻过程；所述镦粗过程为：（1）将连铸坯直接镦粗到高度H1=H0/(1.6～2.1)，H1为直接镦粗后的高度，H0为镦粗前的高度；（2）将直接镦粗后的锻件采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，进砧时的旋转角度为90°；（3）旋转镦粗至压下量为ΔH/2±20mm后，锻件翻转180°，再次采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，直至达到成品要求尺寸；所述ΔH为旋转镦粗的总压下量。本专利技术所述镦粗过程采用3150t～6000t自由锻压机。本专利技术所述加热过程为：连铸坯先升温到700～800℃，保温1.5～2h；再升温到1220～1250℃，保温4～5h。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术采用平砧进行旋转进砧镦粗，每个区域都有一个小的镦粗过程，可促进坯料心部缺陷的锻合，显著提升探伤合格率；本专利技术镦粗过程中，单位面积上所受到的力增大，使整个断面三向压应力范围扩大，可有效地提升锻件组织的致密性和均匀性。采用本专利技术，可有效地提升产品的力学性能，提升探伤合格率，提高锻件的整体质量水平。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术旋转镦粗的布砧示意图。具体实施方式本风电法兰的热锻工艺采用连铸坯进行生产，包括加热、镦粗和冲孔过程，各过程工艺如下所述：（1）加热：连铸坯先以≤80℃/h的速度升温到700～800℃，保温1.5～2h；再以≤100℃/h的速度升温到1220～1250℃，保温4～5h。（2）镦粗：加热后的连铸坯在平砧或平台镦粗，采用3150t～6000t自由锻压机，优先选用6000t压机；过程工艺为：A、将连铸坯立在旋转工作台上，直接镦粗到高度H1=H0/1.6～H0/2.1，H1为直接镦粗后的高度，H0为镦粗前的高度；B、然后采用500mm～700mm平砧进行旋转镦粗，布砧方式如图1所示，采用旋转进砧方式，进砧的旋转角度为90°；图1中1-9为压下顺序，从1至9依次压下，即完成一个压下道次，每次的压下量100～150mm。C、步骤B旋转镦粗的压下量达到ΔH/2±20mm后，锻件翻转180°，即长度方向上下面互换；再次采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，布砧方式如图1所示，进砧的旋转角度为90°，每次的压下量100～150mm；直至达到成品要求尺寸。所述ΔH=H1-H终，其中，H1为上述步骤A中直接镦粗后的高度，H终为成品要求高度。D、旋转镦粗后的坯料翻转90°进行修整滚圆，即可完成镦粗过程。（3）镦粗后的坯料采用350mm～450mm冲子进行冲孔，平整端面，完成热锻过程。实施例1：本风电法兰的热锻工艺采用下述具体工艺。（1）生产材质为S355NL的风电法兰产品，S355NL的化学成分见表1。连铸坯直径为600mm，长度（高度）为2016mm。表1：S355NL的化学成分（wt%）（2）连铸坯先以加热速度80℃/h升温到750℃，保温1.5h；再以加热速度90℃/h升温到1220℃，保温4h。（3）采用6000t自由锻压机。首先，连铸坯直接镦粗到960mm。然后，采用700mm平砧进行旋转镦粗，各道次压下量分别为120mm、100mm、100mm，镦粗至640mm；将锻坯翻转180°，再次采用700mm平砧旋转镦粗到成品要求高度320mm，各道次压下量分别为110mm、110mm、100mm。最后，坯料翻转90°，进行修整滚圆。（4）采用450mm冲子冲孔，平整端面，即可得到所述的风电法兰产品。（5）本实施例所得风电法兰产品，超声波探伤满足EN10228-319984级。实施例2：本风电法兰的热锻工艺采用下述具体工艺。（1）生产材质为Q345E的风电法兰产品，Q345E的化学成分见表2。连铸坯直径为600mm，长度（高度）为1225mm。表2：Q345E的化学成分（wt%）（2）连铸坯先以加热速度75℃/h升温到800℃，保温1.5h；再以加热速度100℃/h升温到1230℃，保温5h。（3）采用6000t自由锻压机。首先，连铸坯直接镦粗到765mm。然后，采用500mm平砧进行旋转镦粗，各道次压下量分别为100mm、100mm，镦粗至565mm；将锻坯翻转180°，再次采用500mm平砧旋转镦粗到成品要求高度365mm，各道次压下量分别为100mm、100mm。最后，坯料翻转90°，进行修整滚圆。（4）采用400mm冲子冲孔，平整端面，即可得到所述的风电法兰产品。（5）本实施例所得风电法兰产品，超声波探伤满足EN10228-319984级。实施例3：本风电法兰的热锻工艺采用下述具体工艺。（1）生产材质为Q345E的风电法兰产品，Q345E的化学成分见表2。连铸坯直径为600mm，长度（高度）为1500mm。表3：Q345E的化学成分（wt%）（2）连铸坯先以加热速度75℃/h升温到780℃，保温2h；再以加热速度100℃/h升温到1250℃，保温4.5h。（3）采用6000t自由锻压机。首先，连铸坯直接镦粗到830mm。然后，采用600mm平砧进行旋转镦粗，各道次压下量分别为145mm、100mm，镦粗至585mm；将锻坯翻转180°，再次采用600mm平砧旋转镦粗到成品要求高度340mm，各道次压下量分别为120mm、125mm。最后，坯料翻转90°，进行修整滚圆。（4）采用350mm冲子冲孔，平整端面，即可得到所述的风电法兰产品。（5）本实施例所得风电法兰产品，超声波探伤满足EN10228-319984级。实施例4：本风电法兰的热锻工艺采用下述具体工艺。（1）生产材质为Q345D的风电法兰产品。连铸坯直径为600mm，长度（高度）为1860m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电法兰的热锻工艺，其特征在于：连铸坯经加热后进行镦粗，镦粗后的锻件经冲孔、平整端面后，即可完成热锻过程；所述镦粗过程为：（1）将连铸坯直接镦粗到高度H1=H0/(1.6～2.1)，H1为直接镦粗后的高度，H0为镦粗前的高度；（2）将直接镦粗后的锻件采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，进砧时的旋转角度为90°；（3）旋转镦粗至压下量为ΔH/2±20mm后，锻件翻转180°；再次采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，直至达到成品要求尺寸；所述ΔH为旋转镦粗的总压下量。

【技术特征摘要】
1.一种风电法兰的热锻工艺，其特征在于：连铸坯经加热后进行镦粗，镦粗后的锻件经冲孔、平整端面后，即可完成热锻过程；所述镦粗过程为：（1）将连铸坯直接镦粗到高度H1=H0/(1.6～2.1)，H1为直接镦粗后的高度，H0为镦粗前的高度；（2）将直接镦粗后的锻件采用500mm～700mm的平砧进行旋转镦粗，进砧时的旋转角度为90°；（3）旋转镦粗至压下量为ΔH/2±20mm后，锻件翻转180...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏继伟，许燕燕，
申请(专利权)人：石钢京诚装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21