CN103409606A - 风电主轴锻后热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电主轴锻后热处理方法,其特征在于,采用两次正火一次回火:一次正火,将锻件在960±5℃下,保温14小时;冷却至280-320℃,保温12小时;二次正火:加热至880±5℃,保温8小时;冷却至280-320℃,保温12小时;回火:升温至650±5℃,保温20小时;冷却至250℃出炉;采用该锻后热处理方法后,风电主轴具有成分均匀、晶粒细小、机械性能好、抗冲击效果好的优点。

Description

风电主轴锻后热处理方法
技术领域
本发明为一种热处理方法,尤其是一种二次正火一次回火的高温风电主轴锻后热处理方法。 
背景技术
   风电主轴是风机必不可少的关键部件,性能要求较严格,表面强度大于800MPa,冲击功(-40℃)大于45J,晶粒度大于6级,不允许有游离的铁素体、珠光体等。 
        现有技术中,风电主轴在热处理后,在调制过程中发现其机械性能总是不尽人意,通过分析主要是:材料的成分不均匀,偏析较严重,而且晶粒不够细,影响了机械性能,尤其是冲击。 
发明内容
为了克服现有风电主轴热处理后风电主轴的成分不均匀、缺点,本发明提供一种风电主轴锻后热处理方法,利用本发明热处理后的风电主轴具有成分均匀、机械性能好、抗冲击效果好的优点。 
为达到上述目的,本技术方案如下: 
一种风电主轴锻后热处理方法,包括以下步骤:
A、          一次正火:将锻件在960±5℃下,保温14小时;
B、          冷却至280-320℃,保温12小时;
C、          二次正火:加热至880±5℃,保温8小时;
D、          冷却至280-320℃,保温12小时;
E、          回火:升温至650±5℃,保温20小时;
F、          冷却至250℃出炉。
进一步的,所述锻件在一次正火之前在500-550℃下待料。 
进一步的,所述步骤B的冷却方式为鼓风喷雾冷却。 
进一步的,所述步骤D的冷却方式为鼓风喷雾冷却。 
进一步的,,步骤F中的冷却如下:首先在空冷条件下冷却到400℃,然后在炉冷≤25℃/h的条件下冷却到250℃后出炉。 
本发明的热处理原理及其有益效果如下: 
本发明通过两次高温正火一次回火对风电主轴进行热处理。
正火:又称常化,是将工件加热至Ac3(Ac3是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度)或Accm(Accm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30-50℃,保温一段时间后,从炉中取出冷却的金属热处理工艺,目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。 
退火:是一种金属热处理工艺,指的是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度,改善切削加工性;消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷,主要可以起到如下效果:  
(1)降低硬度,改善切削加工性; 
  (2)消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向; 
(3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。   
锻后热处理为两次正火加一次高温回火。第一次高温正火960±5℃,长时间保温至14h,42CrMo4的Ac3是780℃,第一次正火取960℃比Ac3高出180℃,消除了粗大晶粒与新生晶粒之间的联系,高温长时间正火使奥氏体充分长大、均匀化、稳定化。
在此基础上采用较低温度的880℃进行第二次正火,使奥氏体细化。而且两次正火空冷时均采用鼓风喷雾加快冷却速度,是为了得到更细的晶粒。锻后热处理完后取样做高低倍实验,证明其偏析现象明显改善,而且组织为均匀的细珠光体组织,晶粒度能到达6-7级,是调质之前十分理想的组织。 
通过实际证明更改之后的锻后热处理工艺不但对调质之前的探伤起到很好的帮助(因为晶粒细化后,探伤不会出现草状波,利于缺陷的判定),而且对之后的调质准备了很好的组织基础,调质之后的组织为均匀细小的回火索氏体。 
通过对比,综合力学性能比原先有明显的提高,而且数值十分稳定,确实很好的改善了组织偏析、不均匀等问题,并且细化了晶粒,起到了根本性的作用。 
具体实施方式
下面未述及的相关技术内容均可采用或借鉴现有技术。 
Figure 201310255389X100002DEST_PATH_IMAGE001
  
将上述实施例进行试验,数据如下:
Figure 1
可见,本发明热处理后的风电主轴具有成分均匀、机械性能好、抗冲击效果好的优点,通过实验数据可以看出,综合力学性能比原先有明显的提高,而且数值十分稳定,确实很好的改善了组织偏析、不均匀等问题,并且细化了晶粒,起到了根本性的作用。
以上所述仅是本申请的优选实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (5)

1.一种风电主轴锻后热处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、一次正火:将锻件在960±5℃下,保温14小时;
B、冷却至280-320℃,保温12小时;
C、二次正火:加热至880±5℃,保温8小时;
D、冷却至280-320℃,保温12小时;
E、回火:升温至650±5℃,保温20小时;
F、冷却至250℃出炉。
2.根据权利要求1所述的风电主轴锻后热处理方法,其特征在于,所述锻件在一次正火之前在500-550℃下待料。
3.根据权利要求1所述的风电主轴锻后热处理方法,其特征在于,所述步骤B的冷却方式为鼓风喷雾冷却。
4.根据权利要求1所述的风电主轴锻后热处理方法,其特征在于,所述步骤D的冷却方式为鼓风喷雾冷却。
5.根据权利要求1所述的风电主轴锻后热处理方法,其特征在于,步骤F中的冷却如下:首先在空冷条件下冷却到400℃,然后在炉冷≤25℃/h的条件下冷却到250℃后出炉。
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