CN102699645A - 一种风力发电机齿轮的等温正火工艺 - Google Patents

一种风力发电机齿轮的等温正火工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风力发电机齿轮的等温正火工艺，其适用于对于有效厚度大于200mm的风力发电机用合金渗碳钢齿轮进行等温正火，其中所述齿轮的成分为：2.25-2.55％的碳、3.8-4.2％的铬、0.08-0.1％的硅、0.2-0.4％的锰、2.88-3.22％的钼、0.06-0.08％的镍、0.1-0.15％的铜、8.5-9％的钒、不大于0.06％的硫、余量为铁。

Description

一种风力发电机齿轮的等温正火工艺
技术领域
本发明风力发电技术领域，特别是涉及一种风力发电机齿轮的等温正火工艺。
背景技术
风力发电机用的齿轮采用合金渗碳钢制造。工件经下料、锻造、正火、机加工、渗碳、淬火、精磨工序成形。在这一工序中，对合金渗碳钢的锻件进行正火，目的是调整锻件的显微组织和硬度，以改善切削加工性，并为渗碳、淬火做组织准备。由于合金渗碳钢的淬透性高，普通的正火工艺难以获得满足要求的平衡组织(铁素体+珠光体)和合适的硬度范围(160～190HB)，因此业界发展了等温正火工艺。等温正火是将工件加热至奥氏体化温度，保持一定时间，随后以一定的方式冷却至等温温度，并保持一定时间，然后出炉空冷的工艺过程。等温正火后的工件较易获得所要求的显微组织和硬度，避免了带状组织超差及出现非平衡组织。等温正火的关键是必须严格控制奥氏体化温度至等温温度之间的冷却速度。如果冷却过慢，将会导致奥氏体在较高的温度下分解而产生较粗的珠光体组织；如果冷却过快，工件表面局部温度有可能低于贝氏体形成温度，从而造成组织中出现贝氏体。但是，现有的等温正火工艺采用的是专用于等温正火的生产线，这种生产线对于工件的尺寸有一定的限制，对于有效厚度大于200mm的大型锻件，在现有的等温正火生产线上进行装炉或传送困难，因此等温正火工艺无法实施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺设备结构简单的、价格低廉的，适用于有效厚度大于200mm的风力发电机用合金渗碳钢齿轮的等温正火方法。
本发明提出的风力发电机用合金渗碳钢齿轮的等温正火方法，包括如下步骤：
步骤1：在电炉内加入钢材，并将电炉升温至大约1600至1650摄氏度左右，使得钢材熔化成钢水，所述钢水的化学成分(重量％)大致为：2.25-2.55％的碳、3.8-4.2％的铬、0.08-0.1％的硅、0.2-0.4％的锰、2.88-3.22％的钼、0.06-0.08％的镍、0.1-0.15％的铜、8.5-9％的钒、不大于0.06％的硫、余量为铁；
步骤2：采用灰铸铁或球墨铸铁作为芯部，在立式或卧式离心机中将步骤1中得到的钢水浇注到芯部，从而形成以灰铸铁或球墨铸铁为芯部的工件；
步骤3：将步骤2制成的工件锻造成风力发电机齿轮，所述齿轮的有效厚度大于200mm；
步骤4：将风力发电机用齿轮装载到台车炉内；
步骤5：对台车炉通电，先将台车炉内温度加热至860℃至910℃，对风力发电机用齿轮先进行预热，然后设定正火奥氏体化加热温度为930℃至940℃，保持该温度5小时，从而在台车炉体内对风力发电机用齿轮进行等温正火；
步骤6：在步骤5的时间到达后，将台车炉断电，并将风力发电机用齿轮进行第1次出炉，用轴流风机对风力发电机用齿轮进行控制冷却，待所述齿轮表面呈暗红色后，再返回已断电的台车炉内10分钟，然后再出炉用风机控制冷却；
步骤7：将台车炉通电，并将风力发电机用齿轮返回至台车炉内，待台车炉加热至700℃后，保持该温度5小时；
步骤8：在步骤7的时间到达后，将台车炉断电，并将风力发电机用齿轮进行第2次出炉，用轴流风机对风力发电机用齿轮进行控制冷却，待所述齿轮表面呈暗红色后，再返回已断电的台车炉内10分钟，然后再出炉用风机控制冷却；
步骤9：将台车炉通电，并将风力发电机用齿轮返回至台车炉内，待台车炉加热至680℃后，保持该温度4小时；
步骤10：将台车炉断电，待台车炉内的风力发电机用齿轮冷却至500℃后，将所述齿轮出炉空冷。
具体实施方式
下面介绍本发明风力发电机用合金渗碳钢齿轮的等温正火工艺的优选实施例，该等温正火工艺包括如下步骤：
实施例1
用于风力发电机齿轮的等温正火工艺包括以下步骤：
步骤1：在电炉内加入钢材，并将电炉升温至1620摄氏度，使得钢材熔化成钢水，所述钢水的化学成分(重量％)大致为：2.25-2.55％的碳、3.8-4.2％的铬、0.08-0.1％的硅、0.2-0.4％的锰、2.88-3.22％的钼、0.06-0.08％的镍、0.1-0.15％的铜、8.5-9％的钒、不大于0.06％的硫、余量为铁；
步骤2：采用灰铸铁或球墨铸铁作为芯部，在立式或卧式离心机中将步骤1中得到的钢水浇注到芯部，从而形成以灰铸铁或球墨铸铁为芯部的工件；
步骤3：将步骤2制成的工件锻造成风力发电机齿轮，所述齿轮的有效厚度为200mm；
步骤4：将风力发电机用齿轮装载到台车炉内；
步骤5：对台车炉通电，先将台车炉内温度加热至860℃至910℃，对风力发电机用齿轮先进行预热，然后设定正火奥氏体化加热温度为920℃，保持该温度5小时，从而在台车炉体内对风力发电机用齿轮进行等温正火；
步骤6：在步骤5的时间到达后，将台车炉断电，并将风力发电机用齿轮进行第1次出炉，用轴流风机对风力发电机用齿轮进行控制冷却，待所述齿轮表面呈暗红色后，再返回已断电的台车炉内10分钟，然后再出炉用风机控制冷却；
步骤7：将台车炉通电，并将风力发电机用齿轮返回至台车炉内，待台车炉加热至700℃后，保持该温度5小时；
步骤8：在步骤7的时间到达后，将台车炉断电，并将风力发电机用齿轮进行第2次出炉，用轴流风机对风力发电机用齿轮进行控制冷却，待所述齿轮表面呈暗红色后，再返回已断电的台车炉内10分钟，然后再出炉用风机控制冷却；
步骤9：将台车炉通电，并将风力发电机用齿轮返回至台车炉内，待台车炉加热至680℃后，保持该温度4小时；
步骤10：将台车炉断电，待台车炉内的风力发电机用齿轮冷却至500℃后，将所述齿轮出炉空冷。
经过本发明的等温正火工艺处理后的风力发电机齿轮，其显微组织为均匀分布的铁素体和珠光体，晶粒度为6～8级，并且无贝氏体。对于齿轮的硬度，其达到了160～190HB的范围之内，且其硬度均匀性为在同一截面、不同位置的硬度差不大于8HB。
虽然已经描述了本发明的一些具体实施例，但是其并非用于限定本发明，本发明的保护范围由所附的权利要求来限定，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求保护范围的情况下，可以对本发明做出各种修改。

Claims (3)

1.一种风力发电机齿轮的等温正火工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在电炉内加入钢材，并将电炉升温至大约1600至1650摄氏度左右，使得钢材熔化成钢水，所述钢水的化学成分(重量％)大致为：2.25-2.55％的碳、3.8-4.2％的铬、0.08-0.1％的硅、0.2-0.4％的锰、2.88-3.22％的钼、0.06-0.08％的镍、0.1-0.15％的铜、8.5-9％的钒、不大于0.06％的硫、余量为铁；
步骤2：采用灰铸铁或球墨铸铁作为芯部，在立式或卧式离心机中将步骤1中得到的钢水浇注到芯部，从而形成以灰铸铁或球墨铸铁为芯部的工件；
步骤3：将步骤2制成的工件锻造成风力发电机齿轮，所述齿轮的有效厚度大于200mm；
步骤4：将风力发电机用齿轮装载到台车炉内；
步骤5：对台车炉通电，先将台车炉内温度加热至860℃至910℃，对风力发电机用齿轮先进行预热，然后设定正火奥氏体化加热温度为930℃至940℃，保持该温度5小时，从而在台车炉体内对风力发电机用齿轮进行等温正火；
步骤6：在步骤5的时间到达后，将台车炉断电，并将风力发电机用齿轮进行第1次出炉，用轴流风机对风力发电机用齿轮进行控制冷却，待所述齿轮表面呈暗红色后，再返回已断电的台车炉内10分钟，然后再出炉用风机控制冷却；
步骤7：将台车炉通电，并将风力发电机用齿轮返回至台车炉内，待台车炉加热至700℃后，保持该温度5小时；
步骤8：在步骤7的时间到达后，将台车炉断电，并将风力发电机用齿轮进行第2次出炉，用轴流风机对风力发电机用齿轮进行控制冷却，待所述齿轮表面呈暗红色后，再返回已断电的台车炉内10分钟，然后再出炉用风机控制冷却；
步骤9：将台车炉通电，并将风力发电机用齿轮返回至台车炉内，待台车炉加热至680℃后，保持该温度4小时。
步骤10：将台车炉断电，待台车炉内的风力发电机用齿轮冷却至500℃后，将所述齿轮出炉空冷。
2.如权利要求1所述的风力发电机齿轮的等温正火工艺，其特征在于：所述步骤10后得到的所述风力发电机齿轮，其显微组织为均匀分布的铁素体和珠光体，晶粒度为6～8级。
3.如权利要求1所述的风力发电机齿轮的等温正火工艺，其特征在于：在所述步骤10后得到的所述风力发电机齿轮的硬度为160～190HB，且其硬度均匀性为在同一截面、不同位置的硬度差不大于8HB。
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