CN105220076B - 风力发电机用风电轴承 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风力发电机用风电轴承，通过对风电轴承的组分和处理方式进行改进，使得风电轴承的强度尤其是耐久性得到大幅度提升，保证了风力发电机的使用寿命和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于风电能源利用领域，特别是涉及一种风力发电机用风电轴承。
背景技术
清洁能源日益成为未来能源的主流，而风能又是清洁能源中无害化程度非常低的一种能源。目前的风力发电机的寿命要求最少为20年，很多风力发电机组也是按照这个标准进行设计的，但是由于风力发电机体积比较大，回收比较困难，并且很多部件寿命不止20年，因此造成很多浪费，而在风力发电机各部件中寿命短板中比较常见的是风电轴承，因此如果在不大幅增加成本的情况下提升二者的寿命，则会大大提升风力发电机的整体寿命，从而避免不必要的浪费，节约资源并且也不造成进一步的废物回收成本的增加。
发明内容
本发明的目的在于提出一种风力发电机用风电轴承。
具体通过如下技术手段实现：
风力发电机用风电轴承，所述风力发电机用风电轴承的材质按质量百分比含量计为：C：0.38~0.52%，Si：0.42~0.58%，Mn：0.8~1.2%，Cr：1.5~1.8%，Ni：0.8~1.6%，Mo：0.5~1.0%，Cu：0.02~0.06%，Al：0.06~0.11%，Nb：0.06~0.08%，RE：0.02~0.08%，P：<0.02%，S：<0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述风电轴承的抗拉强度为850~880MPa，屈服强度为：680~690MPa，延伸率A为：23~26%，断面收缩率Z为：72~78%，25℃的低温冲击功为112~120J。
作为优选，所述风电轴承在成型后进行热处理，包括如下步骤：
（1）将成型后的风电轴承半成品置入电阻炉内进行加热，加热温度为820~860℃，升温速度为66~80℃每小时，保温时间为1.6~2.8小时，然后置入淬火油中速冷至380~420℃，吊出淬火油，采用表面高压喷水速冷的方式冷却到室温；
（2）将步骤（1）淬火之后的半成品置入回火炉中加热至560~580℃，保温2~3小时，然后炉冷至室温；
（3）将步骤（2）回火之后的半成品置入电阻炉内加热到680~760℃，保温10~20min后，表面喷高压水冷却到室温；
（4）将步骤（3）得到的半成品置入深冷箱中用液氮冷却到-80~-120℃，保持该温度15~25min后，采用表面喷水的方式恢复到室温；
（5）将步骤（4）得到的半成品置入回火炉中进行低温回火，回火加热温度为120~180℃，保温25~35min后空冷至室温；
（6）对表面进行清理后得到风电轴承成品。
作为优选，步骤（4）中，所述表面喷水的水温为25~30℃。
本发明的效果在于：
1，通过对风电轴承的成分进行改进，使得其强度得到大幅度提高，尤其是添加了RE元素，使得晶粒大幅度的细化，从而强度得到提高，以及结合Nb和其他合金元素的相互配合使得疲劳强度得到大幅度提升。
2，通过对风电轴承热处理方式进行改进，首先通过整体流程进行优化改进，使得整体强度得到大幅度提高，通过对淬火过程中冷却过程分两阶段进行冷却的方式，使得表面硬度和强度得到更大幅度的提高，从而使得风电轴承经过长期碰撞也保持了较高性能，在不大幅度增加成本的情况下，大大延长了风电轴承的使用寿命；
3，通过对风电轴承热处理中深冷处理回复温度的方式改为喷水升温，结合淬火的表面处理，从而对表面硬度得到了大幅度改善，整体上提升了风电轴承的强度和使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种风力发电机用风电轴承，所述风力发电机用风电轴承的材质按质量百分比含量计为：C：0.42%，Si：0.48%，Mn：1.0%，Cr：1.6%，Ni：1.2%，Mo：0.85%，Cu：0.05%，Al：0.08%，Nb：0.068%，RE：0.06%，P：0.015%，S：0.0062%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述风电轴承的抗拉强度为860MPa，屈服强度为：686MPa，延伸率A为：25%，断面收缩率Z为：76%，25℃的低温冲击功为118J。
实施例2
所述风电轴承在成型后进行热处理，包括如下步骤：
（1）将成型后的风电轴承半成品置入电阻炉内进行加热，加热温度为858℃，升温速度为69℃每小时，保温时间为2.1小时，然后置入淬火油中速冷至392℃，吊出淬火油，采用表面高压喷水速冷的方式冷却到室温；
（2）将步骤（1）淬火之后的半成品置入回火炉中加热至569℃，保温2.5小时，然后炉冷至室温；
（3）将步骤（2）回火之后的半成品置入电阻炉内加热到696℃，保温18min后，表面喷高压水冷却到室温；
（4）将步骤（3）得到的半成品置入深冷箱中用液氮冷却到-92℃，保持该温度18min后，采用表面喷水的方式恢复到室温，所述表面喷水的水温为28℃；
（5）将步骤（4）得到的半成品置入回火炉中进行低温回火，回火加热温度为138℃，保温29min后空冷至室温；
（6）对表面进行清理后得到风电轴承成品。
Claims (3)
1.风力发电机用风电轴承，其特征在于，
所述风力发电机用风电轴承的材质按质量百分比含量计为：C：0.52%，Si：0.58%，Mn：1.0%，Cr：1.8%，Ni：1.6%，Mo：1.0%，Cu：0.06%，Al：0.11%，Nb：0.08%，RE：0.08%，P：0.015%，S：0.0062%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述风电轴承的抗拉强度为850~880MPa，屈服强度为：680~690MPa，延伸率A为：23~26%，断面收缩率Z为：72~78%，25℃的低温冲击功为112~120J；
所述风电轴承在成型后进行热处理，包括如下步骤：
（1）将成型后的风电轴承半成品置入电阻炉内进行加热，加热温度为820~860℃，升温速度为66~80℃每小时，保温时间为1.6~2.8小时，然后置入淬火油中速冷至380~420℃，吊出淬火油，采用表面高压喷水速冷的方式冷却到室温；
（2）将步骤（1）淬火之后的半成品置入回火炉中加热至560~580℃，保温2~3小时，然后炉冷至室温；
（3）将步骤（2）回火之后的半成品置入电阻炉内加热到680~760℃，保温10~20min后，表面喷高压水冷却到室温；
（4）将步骤（3）得到的半成品置入深冷箱中用液氮冷却到-80~-120℃，保持该温度15~25min后，采用表面喷水的方式恢复到室温；
（5）将步骤（4）得到的半成品置入回火炉中进行低温回火，回火加热温度为120~180℃，保温25~35min后空冷至室温；
（6）对表面进行清理后得到风电轴承成品。
2.根据权利要求1所述的风力发电机用风电轴承，其特征在于，所述风电轴承在成型后进行热处理，包括如下步骤：
（1）将成型后的风电轴承半成品置入电阻炉内进行加热，加热温度为820~858℃，升温速度为66~69℃每小时，保温时间为1.6~2.1小时，然后置入淬火油中速冷至380~392℃，吊出淬火油，采用表面高压喷水速冷的方式冷却到室温；
（2）将步骤（1）淬火之后的半成品置入回火炉中加热至560~569℃，保温2~2.5小时，然后炉冷至室温；
（3）将步骤（2）回火之后的半成品置入电阻炉内加热到680~696℃，保温10~18min后，表面喷高压水冷却到室温；
（4）将步骤（3）得到的半成品置入深冷箱中用液氮冷却到-80~-92℃，保持该温度15~18min后，采用表面喷水的方式恢复到室温；
（5）将步骤（4）得到的半成品置入回火炉中进行低温回火，回火加热温度为120~138℃，保温25~29min后空冷至室温；
（6）对表面进行清理后得到风电轴承成品。
3.根据权利要求1或2所述的风力发电机用风电轴承，其特征在于，步骤（4）中，所述表面喷水的水温为25~30℃。
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