CN105543465A - 一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺 - Google Patents

一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺 Download PDF

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牛余刚
王松林
赵丽美
高峰
张永庆
尚贺军
焦中伟
刘泗永
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SHANDONG IRAETA HEAVY INDUSTRY Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering

Abstract

本发明公开了一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺。本发明采用一种水基无机淬火液作为偏航齿轮的淬火介质，有效避免了淬火过程中可能发生的起火、燃烧等安全事故和烟雾排放等环境污染事件。同时，在淬火过程中采用控冷措施，在确保偏航齿轮淬透性和淬硬性的基础上，降低淬火过程中的组织应力和热应力，确保42CrMo偏航齿轮淬火时不发生开裂，淬火回火后的性能满足其使用要求，使偏航齿轮获得高强度、高韧性。

Description

一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，特别是涉及一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺。
背景技术
风力发电作为一种清洁能源正获得越来越广泛的应用。作为风力发电机的重要部件--偏航齿轮的淬火回火处理，对于保证风力发电机偏航系统的正常运转和偏航齿轮的使用寿命，起着重要作用。
如何解决42CrMo偏航齿轮传统淬火回火处理过程中出现的淬火介质起火、燃烧和严重的烟雾排放问题，以及采用传统淬火油或有机淬火介质冷却周期长的问题，是本发明的目的。
发明内容
本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺。本发明采用一种水基无机淬火液作为偏航齿轮的淬火介质，有效避免了淬火过程中可能发生的起火、燃烧等安全事故和烟雾排放等环境污染事件。同时，在淬火过程中采用控冷措施，在确保偏航齿轮淬透性和淬硬性的基础上，降低淬火过程中的组织应力和热应力，确保42CrMo偏航齿轮淬火时不发生开裂，淬火回火后的性能满足其使用要求，使偏航齿轮获得高强度、高韧性。
本发明的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺技术方案为，包括以下步骤，
A、使用一种水基无机淬火液作为偏航齿轮的淬火介质；
B、偏航齿轮经锻后正火处理，然后进行控冷淬火回火处理，在淬火过程中采用淬火液和空冷交替控冷措施。
偏航齿轮锻后正火处理包括以下步骤：
①首先从≤300摄氏度的情况下升温至650±10℃并加热1小时，升温速率≤120℃/h；
②然后升温至880±10℃保温t1小时；
③空冷至室温。
步骤②中的t1，与工件的有效厚度有关，按照每50mm厚度保温1小时进行计算。
控冷淬火回火处理依次包括以下步骤：
（1）首先从≤350±10℃的情况下以≤100℃/h的升温速率升温至650±10℃加热1.5小时；
（2）升温至830±10℃加热t2小时；
（3）将工件快速转移至淬火槽上方，采用淬火液和空冷交替控冷措施冷却至230摄氏度入炉回火；
（4）340±10℃加热1.5小时；
（5）以≤80℃/h的升温速率升温至600±10℃保温t3小时，
（8）空冷至室温。
步骤（2）中的t2，与工件的有效厚度有关，按照每50mm厚度保温1小时进行计算。
步骤（5）中的t3，为t2的1.2～1.5倍。
步骤（3）中的采用淬火液和空冷交替控冷措施具体为，工件快速转移至淬火槽上方后，立即进入淬火液冷却，淬火液冷却5分钟，然后进行空冷50秒；淬火液冷却3分钟，空冷1分钟；淬火液冷却1分钟，空冷至表面230摄氏度入炉回火。
本发明的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺有益效果为：本发明采用一种水基无机淬火液作为偏航齿轮的淬火介质，有效避免了淬火过程中可能发生的起火、燃烧等安全事故和烟雾排放等环境污染事件。同时，在淬火过程中采用控冷措施，在确保偏航齿轮淬透性和淬硬性的基础上，降低淬火过程中的组织应力和热应力，确保42CrMo偏航齿轮淬火时不发生开裂，淬火回火后的性能满足其使用要求，使偏航齿轮获得高强度、高韧性。
附图说明：
图1所示为本发明实施例1φ3380/φ2668×164的偏航齿轮正火工艺曲线；
图2所示为本发明实施例1φ3380/φ2668×164的偏航齿轮控冷淬火回火曲线。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例１
本发明的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺处理φ3380/φ2668×164的偏航齿轮，如说明书附图图1所示，步骤如下，
①首先从≤300摄氏度的情况下升温至650±10℃并加热1小时，升温速率≤120℃/h；
②然后升温至880±10℃保温4.5小时；
③空冷至室温。
偏航齿轮经锻后正火处理，消除锻造应力，使锻坯的组织正常化之后，进行粗加工，然后进行控冷淬火回火处理，在淬火过程中采用淬火液和空冷交替控冷措施。
控冷淬火回火处理依次包括以下步骤：
（1）首先从≤350±10℃的情况下以≤100℃/h的升温速率升温至650±10℃加热1.5小时；
（2）升温至830±10℃保温3.5小时；
（3）工件快速转移至淬火槽上方后，立即进入淬火液冷却，淬火液冷却5分钟，然后进行空冷50秒；淬火液冷却3分钟，空冷1分钟；淬火液冷却1分钟，空冷至表面230摄氏度入炉回火；
（4）340±10℃加热1.5小时；
（5）以≤80℃/h的升温速率升温至600±10℃保温4.5小时；
（8）空冷至室温。
通过对控冷淬火回火的偏航齿轮进行检测和破坏性试验，φ3380/φ2668×164的偏航齿轮本体力学性能试样性能如表1所示。
表1φ3380/φ2668×164的偏航齿轮本体取样力学性能分析结果

Claims (7)

1.一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺，其特征在于，
A、使用一种水基无机淬火液作为偏航齿轮的淬火介质；
B、偏航齿轮经锻后正火处理，然后进行控冷淬火回火处理，在淬火过程中采用淬火液和空冷交替控冷措施。
2.根据权利要求1所述的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺，其特征在于，偏航齿轮锻后正火处理包括以下步骤：
①首先从≤300摄氏度的情况下升温至650±10℃并加热1小时，升温速率≤120℃/h；
②然后升温至880±10℃保温t1小时；
③空冷至室温。
3.根据权利要求2所述的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺，其特征在于，步骤②中的t1，与工件的有效厚度有关，按照每50mm厚度保温1小时进行计算。
4.根据权利要求3所述的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺，其特征在于，控冷淬火回火处理依次包括以下步骤：
（1）首先从≤350±10℃的情况下以≤100℃/h的升温速率升温至650±10℃加热1.5小时；
（2）升温至830±10℃加热t2小时；
（3）将工件快速转移至淬火槽上方，采用淬火液和空冷交替控冷措施冷却至230摄氏度入炉回火；
（4）340±10℃加热1.5小时；
（5）以≤80℃/h的升温速率升温至600±10℃保温t3小时，
（8）空冷至室温。
5.根据权利要求4所述的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺，其特征在于，步骤（2）中的t2，与工件的有效厚度有关，按照每50mm厚度保温1小时进行计算。
6.根据权利要求4所述的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺，其特征在于，步骤（5）中的t3，为t2的1.2～1.5倍。
7.根据权利要求4所述的一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺，其特征在于，步骤（3）中的采用淬火液和空冷交替控冷措施具体为，工件快速转移至淬火槽上方后，立即进入淬火液冷却，淬火液冷却5分钟，然后进行空冷50秒；淬火液冷却3分钟，空冷1分钟；淬火液冷却1分钟，空冷至表面230摄氏度入炉回火。
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