CN107641784A - 一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其包括以下步骤:a.前处理:将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料;b.渗氮处理:将所述联轴器装入渗氮炉中,对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理,其中,渗氮温度为510±10℃,渗氮时间采用72±2h;c.冷却处理:将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后,再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却;从而有效减小了变形量,并极大的提高了耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能,使得齿式联轴器的可靠性和使用寿命得到保证。
Description
技术领域
本发明涉及一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。但是,风电场多数处于偏远地区,通常要面对各种恶劣的气候条件和环境条件,从而使得风电机部件容易锈蚀、盐蚀、老化等,影响风电机部件的使用寿命。
鼓形齿式联轴器是风电机的关键部件,它属于传递动力的轴传递系统,其可靠性和耐久性取决于耐磨性的抗介质腐蚀能力和抗疲劳能力。现有技术中对风电机鼓形齿式联轴器进行渗氮,有两个技术难题:1.齿部局部渗氮,变形要求非常严格;2.长时间渗氮,耐蚀性的化合物层(白亮层)要达到一定的厚度,而且无脆性倾向。
发明内容
本发明为解决上述问题,提供了一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,有效减小了变形量,并极大的提高了耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能,使得齿式联轴器的可靠性和使用寿命得到保证。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其包括以下步骤:
a.前处理:将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料;
b.渗氮处理:将所述联轴器装入渗氮炉中,对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理,其中,渗氮温度为510±10℃,渗氮时间采用72±2h;
c.冷却处理:将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后,再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却。
优选的,在所述渗氮处理之前,还对所述联轴器进行调质处理,使所述联轴器的硬度达到25-30HRC。
优选的,所述渗氮处理中,氨气流量为700-800ml/h,气体压力为0.04-0.05MPa,氨分解率为15-22%。
优选的,所述冷却处理中的自然冷却,是指将所述联轴器置于常温密闭容器中进行冷却。
进一步的,所述常温密闭容易是指带盖的钢桶或铁桶,将所述联轴器从所述渗氮炉移至所述钢桶或铁桶内,再加盖进行冷却处理。
优选的,所述渗氮温度为510℃。
优选的,所述联轴器的材料采用42CrMo钢或35CrMo钢。
本发明的有益效果是:
(1)、本发明采用低温和长时间工艺进行渗氮,并在渗氮后采用中速冷却,有效减小了变形量,并极大的提高了耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能,使得齿式联轴器的可靠性和使用寿命得到保证;
(2)、本发明在渗氮过程中,采用较高的气体压力、较低的氨分解率,能够在齿部区域的表面获得致密均匀的白亮层,使得联轴器的齿部具有高度的耐腐蚀性能、耐磨性能和抗疲劳性能;
(3)、本发明采用一段渗氮方法,渗氮过程中,温度、时间、压力、氨气流量、氨分解率等工艺参数保持不变,能够在齿部区域的表面获得致密均匀的白亮层;
(4)、本发明将渗氮后的联轴器冷却至400±10℃后,再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却,采用中速冷却的方式,不仅能够防止冷却变形,而且有利于提高白亮层的耐蚀性。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本实施例公开了一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其包括以下步骤:
a.前处理:将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料;
b.渗氮处理:将所述联轴器装入渗氮炉中,对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理,其中,渗氮温度为510±10℃,渗氮时间采用72±2h;优选的,所述渗氮温度采用510℃,所述渗氮时间采用72h;并且,所述渗氮处理中,氨气流量为700-800ml/h,气体压力为0.04-0.05MPa,氨分解率为15-22%;
c.冷却处理:将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后,再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却。
本实施例中,在所述渗氮处理之前,还对所述联轴器进行调质处理,使所述联轴器的硬度达到25-30HRC。
冷却速度对于工件变形量具有较大影响:冷却速度采取快冷会引起工件变形,但冷却速度过慢,比如随炉冷却,由于白亮层中部分ε-相会转变为γ-相,渗氮层孔隙度增加,降低了耐蚀性,而且脆性增加。本实施例中,将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后,再将所述联轴移出所述渗氮炉,并将所述联轴器置于常温密闭容器中,进行自然冷却。进一步的,所述常温密闭容易是指带盖的钢桶或铁桶,将所述联轴器从所述渗氮炉移至所述钢桶或铁桶内,再加盖进行冷却处理;不仅能够防止冷却变形,而且有利于提高白亮层的耐蚀性。
本实施例的渗氮方法主要适用于42CrMo钢或35CrMo钢的联轴器。
以42CrMo钢联轴器为例,本实施例的渗氮过程简述如下:
1.渗氮前经调质处理,使得联轴器硬度为25-30HRC;
2.对齿部区域以外的非渗氮区域涂上防渗氮涂料,渗氮冷却后,自然脱落,表面干净,无需清理;
3.工件装炉,将联轴器装入料框中,再将料框装入渗氮炉中;
4.按编制的渗氮工艺,设定调整渗氮温度、时间、气体压力、氨气流量、氨分解率等工艺参数,并执行渗氮处理;
5.渗氮工艺程序执行完毕后,将所述联轴器冷却至400±10℃后,再将所述联轴移出所述渗氮炉并置于常温密闭容器中,进行自然冷却。
对风电机42CrMo鼓形齿式联轴器采用本发明的渗氮方法,能够使渗氮减少变形量,其变形量小于2μm;经渗氮,在齿部渗氮层获得最佳的金相组织,其含有12-14μm的致密均匀的白亮层,且表面硬度达到525-550HV,渗层深度达到0.53-0.58mm,渗氮层脆性级别和渗氮层氮化物级别均达到1级,;明显提高了耐蚀性能,耐磨性能和抗疲劳性能,使联轴器的防腐蚀可靠性和使用寿命得到保证,并且没有脆性破坏倾向。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例,如前所述,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.前处理:将所述联轴器的齿部区域以外的非渗氮区域进行涂设防渗氮涂料;
b.渗氮处理:将所述联轴器装入渗氮炉中,对所述联轴器的齿部区域进行渗氮处理,其中,渗氮温度为510±10℃,渗氮时间采用72±2h;
c.冷却处理:将渗氮处理后的联轴器冷却至400±10℃后,再将所述联轴移出所述渗氮炉进行自然冷却。
2.根据权利要求1所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其特征在于:在所述渗氮处理之前,还对所述联轴器进行调质处理,使所述联轴器的硬度达到25-30HRC。
3.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其特征在于:所述渗氮处理中,氨气流量为700-800ml/h,气体压力为0.04-0.05MPa,氨分解率为15-22%。
4.根据权利要求1或2所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其特征在于:所述冷却处理中的自然冷却,是指将所述联轴器置于常温密闭容器中进行冷却。
5.根据权利要求4所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其特征在于:所述常温密闭容易是指带盖的钢桶或铁桶,将所述联轴器从所述渗氮炉移至所述钢桶或铁桶内,再加盖进行冷却处理。
6.根据权利要求1所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其特征在于:所述渗氮温度为510℃。
7.根据权利要求1所述的一种风力发电机鼓形齿式联轴器的热处理方法,其特征在于:所述联轴器的材料采用42CrMo钢或35CrMo钢。
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