CN104847594A - 用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套及其制备方法 - Google Patents

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张奕
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    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明提供了一种用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套及其制备方法，所述预埋螺杆套，包括外形为梯形的圆管，所述圆管中部的内壁，设置第一内螺纹，所述圆管的一端外侧设有第二内螺纹，圆管的外壁设有向外凸起的加强块，所述圆管的材料为含有稀土的铁基合金。与现有技术相比，本发明的有益效果是：机械性能大幅度体改，尤其是强度较高，耐腐蚀性能好，能够适应于环境恶劣的地区。

Description

用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电叶片，具体涉风力发电叶片中的预埋螺杆套及其制备方法。
背景技术
提高风力发电获得能量，是一种绿色环保的能源，一直受到人们的青睐。
近年来，中国的风力发电机组已从从前的0.75兆瓦、1.5兆瓦、2.5兆瓦发展至如今的5兆瓦、6兆瓦，风力发电组越来越趋向于大功率化。为了得到充分的利用，与其相配套的叶片也随之变的更长，总长度可达50-60米，且为了保证叶片在使用过程中的安全性、可靠性，不得不加大叶片的直径来保证叶片与轮毂间的连接强度。
现有技术中是采用T型螺母预埋于叶片中，T型螺母的预埋方式是在成型的叶片上打孔后再埋入的，然后再对叶片进行后续修复。这样的方式会破坏叶片的纤维组织。
为了克服现有技术的缺陷，有专利报道，采用如下的螺杆套：钢管；所述的钢管的外侧呈外圆环槽结构；在所述的钢管一长段内壁设置第一内螺纹结构；在所述的钢管的一端外侧设置第二内螺纹结构；所述的第二内螺纹结构与一内六角螺塞旋转连接，该结构不会破坏叶片的纤维组织，提高了叶片的强度，且安装方便，可直接预埋于叶片中。
但是，上述的技术所采用的材料均为常规的金属材料，如42CrMoA合金钢，强度较低，耐腐蚀性能差，难以适应于环境恶劣的地区。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套及其制备方法，以克服现有技术存在的缺陷。
本发明所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套，包括外形为梯形的圆管，所述圆管中部的内壁，设置第一内螺纹，所述圆管的一端外侧设有第二内螺纹，圆管的外壁设有向外凸起的加强块；
所述圆管的材料为含有稀土的铁基合金；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：机械性能大幅度体改，尤其是强度较高，耐腐蚀性能好，能够适应于环境恶劣的地区。
附图说明
图1是用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套结构示意图。
具体实施方式
由图1可见：本发明所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套，包括外形为梯形的圆管1，所述圆管1中部的内壁，设置第一内螺纹2，所述圆管1的一端外侧设有第二内螺纹3，圆管1的外壁设有向外凸起的加强块4；
优选的，所述梯形圆管1的长边L1是短边L2的长度的1.2～1.5倍；
所述圆管1的材料为含有稀土的铁基合金；
所述含有稀土的铁基合金，以铁为基础材料，以重量百分比计，含有如下的组分：
C：2～3%，Si：2.5～3.50%，Mn：0.850～0.95%，Ce：0.006～0.008%，La：0.0055～0.0065%，pr：0.0075～0.0085%，Cu：0.01～0.02%，Cr：0.15～0.20%，Mo：0.007～0.009%，Ni：0.03～0.04%，Ti：0.05～0.06%。
优选的，所述含有稀土的铁基合金，以重量百分比计，还包括重量百分比为0.02～0.025%的稀土锆（Zr）。
所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套的制备方法，包括如下步骤：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为340～350℃，开浇温度为2100～2200℃，浇完后冷却至80～100℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1200～1300℃，保温1～3小时，随炉冷却至750～800℃，保温5～7小时，出炉，淬油，在油中冷却到300～340℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到600～650℃，保温2～4小时，随炉冷却到400～450℃，取出，空空气中，冷却到室温，获得所述的含有稀土的铁基合金，然后再采用本领域公知的方法，加工成为所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套。
实施例1
配方：
以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：3%，Si：2.5%，Mn：0.850%，Ce：0.008%，La：0.0055%，pr：0.0085%，Cu：0.01%，Cr：0.15%，Mo：0.009%，Ni：0.03%，Ti：0.06%，稀土锆（Zr）0.02%，铁余量。
制备方法，包括如下步骤：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为340℃，开浇温度为2100℃，浇完后冷却至80℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1200℃，保温3小时，随炉冷却至750℃，保温5小时，出炉，淬油，在油中冷却到300℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到600℃，保温2小时，随炉冷却到400℃，取出，空空气中，冷却到室温，获得所述的含有稀土的铁基合金，然后再采用本领域公知的方法，加工成为所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套。
采用GB/T1348-2009标准进行检测：拉深强度、延伸率、耐高温性、耐磨擦性能和耐腐蚀性能均比现有技术提高15%。
实施例2
配方：
以重量百分比计，由如下的组分组成：
C：2%，Si：3.50%，Mn：0.95%，Ce：0.006%，La：0.0065%，pr：0.0075%，Cu：0.02%，Cr：0.20%，Mo：0.007%，Ni：0.04%，Ti：0.05%，稀土锆（Zr）0.025%，铁余量。
制备方法，包括如下步骤：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为350℃，开浇温度为2200℃，浇完后冷却至100℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1300℃，保温1小时，随炉冷却至800℃，保温7小时，出炉，淬油，在油中冷却到340℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到650℃，保温4小时，随炉冷却到450℃，取出，空空气中，冷却到室温，获得所述的含有稀土的铁基合金，然后再采用本领域公知的方法，加工成为所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套。
采用GB/T1348-2009标准进行检测：拉深强度、延伸率、耐高温性、耐磨擦性能和耐腐蚀性能均比现有技术提高12%。

Claims (5)

1.用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套，其特征在于，包括外形为梯形的圆管（1），所述圆管（1）中部的内壁，设置第一内螺纹（2），所述圆管（1）的一端外侧设有第二内螺纹（3），圆管（1）的外壁设有向外凸起的加强块（4），所述圆管（1）的材料为含有稀土的铁基合金。
2.根据权利要求1所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套，其特征在于，所述梯形圆管（1）的长边L1是短边L2的长度的1.2～1.5倍。
3.根据权利要求1或2所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套，其特征在于，所述含有稀土的铁基合金，以铁为基础材料，以重量百分比计，含有如下的组分：
C：2～3%，Si：2.5～3.50%，Mn：0.850～0.95%，Ce：0.006～0.008%，La：0.0055～0.0065%，pr：0.0075～0.0085%，Cu：0.01～0.02%，Cr：0.15～0.20%，Mo：0.007～0.009%，Ni：0.03～0.04%，Ti：0.05～0.06%。
4.根据权利要求3所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套，其特征在于，所述含有稀土的铁基合金，以重量百分比计，还包括重量百分比为0.02～0.025%的稀土锆（Zr）。
5.根据权利要求1～4任一项所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）采用电弧炉熔炼，然后采用真空实型铸造，开浇时，模温为340～350℃，开浇温度为2100～2200℃，浇完后冷却至80～100℃脱模；
（2）将步骤（1）获得的产物，在惰性气氛中，加热至1200～1300℃，保温1～3小时，随炉冷却至750～800℃，保温5～7小时，出炉，淬油，在油中冷却到300～340℃，取出，自然冷却到室温；
（3）将步骤（2）的产物，置于退火炉中，加热到600～650℃，保温2～4小时，随炉冷却到400～450℃，取出，空空气中，冷却到室温，获得所述的含有稀土的铁基合金，然后加工成为所述的用于大功率风电叶片中的高强度预埋螺杆套。
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