一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法技术

本发明专利技术公开了一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法，其技术方案包括以下步骤：步骤S1：制备钢锭；步骤S2：锻造，将钢锭加热到1225～1235℃，之后保温12～14h出炉，采用液压锻造机进行倒棱，拔八方，剁底部以及剁冒口，然后回炉保温6h；步骤S3：钢锭进行第一次镦粗，第一次镦粗后按八方拔长，钢锭进行第二次镦粗，钢锭行拔扁方，钢锭进行倒棱到八角，钢锭回炉保温，回炉保温参数为钢锭加热到1215～1265℃并且保温6h；步骤S4：钢锭进行第三次镦粗；步骤S5：钢锭拔长至八方φ1850mm；步骤S6：钢锭轴身拔长；步骤S7：钢锭加热到1230～1260℃之后保温6h，对钢锭进行局部镦粗，局部拔长成型，局部滚圆，校直轴身，本发明专利技术优点在于优化合金组分，优化锻造变形过程，提高锻造质量。提高锻造质量。提高锻造质量。

【技术实现步骤摘要】
一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法


[0001]本专利技术涉及风电设备关键零部件制造
，尤其涉及一种材质 42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和工业的深化，对于能源的需求量也日益增加，伴随着 传统化石能源的缺口也越来越大。风是没有公害的能源之一，而且它取之不 尽，用之不竭。目前随着技术的发展，风电设备不仅仅在我国的西北地区广 泛使用，由于建设成本的持续优化以及配套产业的日渐成熟，我国海上风电 迎来加速发展期，规划目标是到2020年确保并网5GW，力争开工10GW。截 至2016年底我国海上风电累计装机容量为1.63GW，预测未来三年半新增 海上风电并网将达3.37GW以上，新增海上风电项目开工8.37GW以上。2016 年我国海上风电累计装机容量超过丹麦排在全球海上风电累计装机榜单第三 位，紧随英国和德国。
[0003]目前海上风电设备前景诱人，发展空间广阔。但是机遇也伴随着挑战， 海上风力发电面临着复杂的施工地质环境，海浪冲击、海冰影响、海水腐 蚀、海上风力和风向变化，风力发电机主轴面临空前的技术难题。
[0004]现在公开号为CN102806291B名称为一种风电主轴锻造方法，具体锻造 步骤如下：S1、原材料预处理；S2、加热；S3、制胚；S4、镦粗；S5、拔长； S6、法兰端镦粗；S7、芯棒拔长；S8、热处理；S9、检测。其使用的材料是 选用材质为42CrMo4。目前使用国标的42CrMo4钢锭，伴随风电主轴的尺寸 增大以及外形复杂，在多次锻造之后，容易出现锻件中心疏松，金相组织中 微观掺杂较多的非金属化杂质等缺陷，宏观上影响风电主轴的理化性能，影 响风电主轴的使用寿命。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种材质42CrMo4大重 量实心风电主轴制造方法，其优点在于优化合金组分，提高合金微观组织细 密强化相的占比，减少合金内部缺陷，配合专用的变形工装和变形工艺，实 现锻件高精度变形。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法，其特征在于，包括以 下步骤：
[0008]步骤S1：制备42CrMo4钢锭，首先按照设计配方准备金属原料，之后浇 注成型钢锭；
[0009]步骤S2：锻造，将钢锭加热到1225～1235℃，之后保温12～14h出炉，采 用液压锻造机进行倒棱，拔八方，之后剁底部以及剁冒口，然后回炉保温6h；
[0010]步骤S3：钢锭进行第一次镦粗，第一次镦粗后按八方拔长，钢锭进行第 二次镦粗，之后钢锭行拔扁方，然后钢锭进行倒棱到八角，之后钢锭回炉保 温，回炉保温参数为钢锭加热到1215～1265℃并且保温6h；
[0011]步骤S4：钢锭进行第三次镦粗；
[0012]步骤S5：钢锭拔长至八方11850mm，然后进行分料和号印；
[0013]步骤S6：钢锭轴身继续进行拔长；
[0014]步骤S7：钢锭加热到1230～1260℃之后保温6h，之后对钢锭进行局部镦 粗，局部拔长成型，局部滚圆，最后校直轴身。
[0015]进一步的，所述42CrMo4钢锭包括按照质量百分比计数的组分：C： 0.36～0.45％；Mn：1.00～1.30％；Si：0.15～0.33％；P≤0.02％；S≤0.02％；Cr： 0.95～1.35％；Ni：0.70～0.95％；Mo：0.22～0.38％；V：0.03～0.14％；Cu≤0.25％。
[0016]进一步的，在步骤S1中，炉内H2浓度控制在1.5ppm。
[0017]进一步的，在步骤S2中，钢锭加热分为两个阶段，预热阶段：以120～150℃ /h的升温速度加热到670～930℃；快速加热阶段：以250～310℃/h的升温速 度加热到1225～1235℃。
[0018]进一步的，在步骤S2中，液压锻造机的压力规格为8000T～10000T，拔 八方尺寸为1350mm。
[0019]进一步的，在步骤S3中，钢锭第一次镦粗后按八方拔长尺寸至1400*φ 2900mm，钢锭第一次镦粗后拔扁方尺寸至1100*φ1600mm，之后倒棱到八角 1400*φ2900mm，钢锭的终锻温度不得低于850℃。
[0020]进一步的，在步骤S4中，钢锭第三次镦粗尺寸为1000*φ2450mm。
[0021]进一步的，在步骤S5中，钢锭沿轴向划分加工区域A、加工区域B、加 工区域C、加工区域D、加工区域E并且完成相应标号的号印。
[0022]进一步的，在步骤S6中，加工区域A和加工区域B直径滚圆至φ1850mm， 加工区域C直径滚圆至φ1550mm，加工区域D和加工区域E直径滚圆至φ 1325mm。
[0023]进一步的，：在步骤S7中，加工区域C锻打至φ1325mm，加工设备包括 一号垫环、二号垫环、三号垫环、四号垫环和旋转工作台，钢锭的加工区域 A和加工区域B放置一号垫环的顶部进行局部镦粗，利用二号垫环、三号垫 环、四号垫环拔长加工区域C、加工区域D和加工区域E，之后滚圆加工区域 A，最后校直轴身。
[0024]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1.通过设计合金中元素配比，增加了Mn和Cr的元素的含量，提高合金 中索氏体的占比，由于索氏体本身具有良好的硬度和韧性，有利于增加合金 的强度，严格控制P和S等元素的含量，由于两种元素和金属元素亲和力强， 容易导致其他合金元素在晶界上过度析出，容易造成合金疏松缺陷，增加Ni、 V等元素在合金中有利于形成碳化物，形成的碳化物会弥散分布在于基体中， 起到强化作用，改善原有42CrMo4的缺点。
[0026]2.采用合适的锻造变形工艺，通过合适的热处理参数，增加合金的变形 性能和韧性，以便后续的多阶段变形，并且通过划过多个不同的加工区域， 每个加工区域选定合适变形量，大大减少钢锭变形开裂的情况，提高锻件的 成型质量。
[0027]3.由于每个加工区域的外形不同，采用四层垫环工装，用于适配各个加 工区域，可以同时完成轴身半径不同处的滚圆，大大提高了零件的加工效率。
附图说明
[0028]图1是材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法的步骤示意图。
[0029]图2是步骤S4中钢锭的结构示意图。
[0030]图3是步骤S5中钢锭的结构示意图。
[0031]图4是步骤S6中钢锭的结构示意图。
[0032]图5是步骤S7中钢锭的结构示意图。
[0033]图6是样品1的金相图。
[0034]图7是样品2的金相图。
[0035]图8是样品3的金相图。
[0036]图中，1、一号垫环；2、二号垫环；3、三号垫环；4、四号垫环；5、旋 转工作台。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：制备42CrMo4钢锭，首先按照设计配方准备金属原料，之后浇注成型钢锭；步骤S2：锻造，将钢锭加热到1225～1235℃，之后保温12～14h出炉，采用液压锻造机进行倒棱，拔八方，之后剁底部以及剁冒口，然后回炉保温6h；步骤S3：钢锭进行第一次镦粗，第一次镦粗后按八方拔长，钢锭进行第二次镦粗，之后钢锭行拔扁方，然后钢锭进行倒棱到八角，之后钢锭回炉保温，回炉保温参数为钢锭加热到1215～1265℃并且保温6h；步骤S4：钢锭进行第三次镦粗；步骤S5：钢锭拔长至八方φ1850mm，然后进行分料和号印；步骤S6：钢锭轴身继续进行拔长；步骤S7：钢锭加热到1230～1260℃之后保温6h，之后对钢锭进行局部镦粗，局部拔长成型，局部滚圆，最后校直轴身。2.根据权利要求1所述的一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法，其特征在于：所述42CrMo4钢锭包括按照质量百分比计数的组分：C：0.36～0.45％；Mn：1.00～1.30％；Si：0.15～0.33％；P≤0.02％；S≤0.02％；Cr：0.95～1.35％；Ni：0.70～0.95％；Mo：0.22～0.38％；V：0.03～0.14％；Cu≤0.25％。3.根据权利要求2所述的一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法，其特征在于：在步骤S1中，炉内H2浓度控制在1.5ppm。4.根据权利要求1所述的一种材质42CrMo4大重量实心风电主轴制造方法，其特征在于：在步骤S2中，钢锭加热分为两个阶段，预热阶段：以120～150℃/h的升温速度加热到670～930℃；快速加热阶段：以250～31...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁震，戚振华，马升翼，朱鑫，
申请(专利权)人：振宏重工江苏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：