用２０ＣｒＭｎＭｏ连铸坯制造风电锻件的方法技术

本发明专利技术公开了一种用２０ＣｒＭｎＭｏ连铸坯制造风电锻件的方法，包括以下步骤：选材、装炉第一次加热、锻造、装炉第二次加热、锻压成型和正火处理。本发明专利技术中２０ＣｒＭｎＭｏ连铸坯制造风电锻件通过前期高温加热锻压焊合内部缺陷，后期低温加热成型细化内部组织，能够达到相关的超声波探伤要求及晶粒度要求，保证风电锻件的疲劳寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锻件的制造方法，特别是涉及一种用20CrMnMO连铸坯制造风电 锻件的方法。
技术介绍
风电锻件是风力发电系统里面变速箱中的一个重要零件，扇叶在风力的驱动下获 得强大动能并通过它传递到发电机。我国的大多数风场在天寒地冻的北方，风速瞬息万变， 锻件在这样恶劣条件工作不但要承受很大的交变载荷，还要承受巨大的冲击载荷，因而，对 它的力学性能要求特别高，任何缺陷将会影响其力学性能，降低其疲劳寿命，严重影响整个 风力发电系统的安全性和可靠性。风电锻件的原材料为连铸坯坯，内部存在着大量的缺陷， 需要通过特殊的锻压工艺使之得以焊合且细化其晶粒。同时风电锻件的内部超声波探伤和金相要求较高，而现有的风电锻件多采用 20CrMnMo钢锭锻造成型，因为钢锭的内部缺陷较连铸坯少，锻件内部质量相对较好，可以达 到相关的技术要求。由于钢锭需要去除水、冒口，原材料利用率为70%，而连铸坯不需要 去除水、冒口，原材料利用率为95%，且20CrMnMo钢锭与连铸坯价格基本相同，因此，采用 20CrMnMo连铸坯生产风电锻件可以大大降低生产成本。但是连铸坯内部缺陷较多，特别是 Φ600以上的连铸坯内部缩孔、疏松、等轴晶带、柱状晶带、枝晶偏析、区域偏析、中心裂纹、 内部气泡等缺陷更为明显。常规的锻压工艺很难消除或削弱这些缺陷，其残留在锻件中会 严重减低锻件的力学性能，影响锻件的疲劳寿命。需要采用特殊的锻压成型工艺方法方可 达到需要的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够消除风电锻件内部缺陷，提高风电锻件疲劳寿命的 用20CrMnMO连铸坯制造风电锻件的方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是设计的用20CrMnMO连铸坯制造风电锻件 的方法，其特征在于包括以下步骤(1)选材，选用牌号为20CrMnMo的连铸坯；(2)装炉第一次加热，将选用的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度为 1250 1280°C，并在该1250 1280°C温度范围内保温6小时；(3)锻造，在8丽液压机上对加热后的连铸坯进行两次镦拔，保证第一次镦拔比为 2. 3≤镦粗比≤2. 5,2. 1≤拔长比≤2. 3，第二次镦拔比为2. 0≤镦粗比≤2. 2，1. 8≤拔 长比≤2. 0，并保证始锻温度为1250 1280°C，终锻温度≥850 ；(4 )装炉第二次加热，将锻造后的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度 为1050 1100°C，并在该1050 1100°C温度范围内保温不超过3小时；(5)锻压成型，将步骤(4)中所得的连铸坯在8MN液压机上锻压成符合尺寸的锻件； (6 )热处理，对步骤(5 )所得的锻件进行正火处理。作为优选步骤(1)选材中，连铸坯为圆柱形连铸坯，并该连铸坯的直径 Φ彡600mm。连铸坯内部缺陷较多，特别是Φ600以上的连铸坯内部缩孔、疏松、等轴晶带、 柱状晶带、枝晶偏析、区域偏析、中心裂纹、内部气泡等缺陷更为明显，因此采用上述制造方 法后能够得到组织细密的锻件，效果更加明显。作为优选步骤(2)装炉第一次加热中，连铸坯从点火直到升温至1250°C，升温速 度< 200°C /h，如此能够使锻件内部缺陷基本消除，步骤(6)热处理中，将锻件加热到920 980°C，并在该920 980°C温度范围内保温 6 10小时，然后将锻件空冷至室温。采用以上制造方法连铸坯经过步骤(2)第一次高温加热保温可以增加金属的流 动性，在锻压过程中可以保证内部的疏松、缩孔、中心裂纹、气泡得到充分的焊合，较大的镦 拔比可以使等轴晶带、柱状晶带、枝晶偏析、区域偏析等有害组织得到改善，经过该工序的 锻件内部缺陷基本消除，晶粒得到细化。经过步骤(4)第二次低温加热锻压是为了保证连 铸坯料在达到需要的几何形状的情况下，防止锻件内部晶粒粗大，继续保持原有的细晶粒， 有助于提高锻件的疲劳寿命。锻压成型后的锻件内部存在这块状或链状的碳化物等，需要 通过正火消除它。有益效果本专利技术中20CrMnMO连铸坯制造风电锻件通过前期高温加热锻压焊合 内部缺陷，后期低温加热成型细化内部组织，能够达到相关的超声波探伤要求及晶粒度要 求，保证风电锻件的疲劳寿命。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。实施例1 请参见图1 所示的用20CrMnMO连铸坯制造风电锻件的方法，其特征在于包括以下步骤(1)选材，选用牌号为20CrMnMO的连铸坯，该连铸坯为圆柱形连铸坯，并该连铸坯的直 径 Φ 彡 600mm ；(2)装炉第一次加热，将选用的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度为 1250°C，并在该1250°C温度范围内保温6小时，其中连铸坯从点火直到升温至1250°C，升温 速度< 200°C /h ；(3)锻造，在8MN液压机上对加热后的连铸坯进行两次镦拔，保证第一次镦拔比为镦 粗比为2. 3，拔长比为2. 1，第二次镦拔比为镦粗比为2. 0，拔长比为1. 8，并保证始锻温度 为1250°C，终锻温度彡850 ；(4 )装炉第二次加热，将锻造后的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度 为1050°C，并在该1050°C温度范围内保温不超过3小时；(5)锻压成型，将步骤(4)中所得的连铸坯在8MN液压机上锻压成符合尺寸的锻件；(6)热处理，对步骤(5)所得的锻件进行正火处理，即将锻件加热到920°C，并在该 920°C温度范围内保温6小时，然后将锻件空冷至室温。实施例2:请参见图1 所示的用20CrMnMO连铸坯制造风电锻件的方法，其特征在于包括以下步骤(1)选材，选用牌号为20CrMnMO的连铸坯，该连铸坯为圆柱形连铸坯，并该连铸坯的直 径 Φ 彡 600mm ；(2)装炉第一次加热，将选用的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度为 1265°C，并在该1265°C温度范围内保温6小时，其中连铸坯从点火直到升温至1265°C，升温 速度< 200°C /h ；(3)锻造，在8MN液压机上对加热后的连铸坯进行两次镦拔，保证第一次镦拔比为镦 粗比为2. 4，拔长比为2. 2，第二次镦拔比为镦粗比为2. 1，拔长比为1. 9，并保证始锻温度 为1265°C，终锻温度彡850 ；(4 )装炉第二次加热，将锻造后的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度 为1075°C，并在该1075°C温度范围内保温不超过3小时；(5 )锻压成型，将步骤(4 )中所得的连铸坯在8MN液压机上锻压成符合尺寸的锻件； (6)热处理，对步骤(5)所得的锻件进行正火处理，即将锻件加热到950°C，并在该 950°C温度范围内保温8小时，然后将锻件空冷至室温。实施例3:请参见图1 所示的用20CrMnMO连铸坯制造风电锻件的方法，其特征在于包括以下步骤(1)选材，选用牌号为20CrMnMO的连铸坯，该连铸坯为圆柱形连铸坯，并该连铸坯的直 径 Φ 彡 600mm ；(2)装炉第一次加热，将选用的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度为 1280°C，并在该1280°C温度范围内保温6小时，其中连铸坯从点火直到升温至1280°C，升温 速度< 200°C /h ；(3)锻造，在8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用２０ＣｒＭｎＭｏ连铸坯制造风电锻件的方法，其特征在于包括以下步骤：（１）选材，选用牌号为２０ＣｒＭｎＭｏ的连铸坯；（２）装炉第一次加热，将选用的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度为１２５０～１２８０℃，并在该１２５０～１２８０℃温度范围内保温６小时；（３）锻造，在８ＭＮ液压机上对加热后的连铸坯进行两次镦拔，保证第一次镦拔比为：２．３≤镦粗比≤２．５，２．１≤拔长比≤２．３，第二次镦拔比为：２．０≤镦粗比≤２．２，１．８≤拔长比≤２．０，并保证始锻温度为１２５０～１２８０℃，终锻温度≥８５０；（４）装炉第二次加热，将锻造后的连铸坯装入室式天然气加热炉中进行加热，加热温度为１０５０～１１００℃，并在该１０５０～１１００℃温度范围内保温不超过３小时；（５）锻压成型，将步骤（４）中所得的连铸坯在８ＭＮ液压机上锻压成符合尺寸的锻件；（６）热处理，对步骤（５）所得的锻件进行正火处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾明平，龚超，郭伦，黄文标，
申请(专利权)人：重庆长征重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]