CN107900628A - 风电齿圈锻件及其锻造方法 - Google Patents

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/14—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass gear parts, e.g. gear wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth

Abstract

本发明提供一种风电齿圈锻件及其锻造方法，该风电齿圈锻件按重量百分比计，其成分包含：C：0.41‑0.45％、Si：0.20‑0.40％、Mn：0.75‑0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05‑1.20％、Mo：0.20‑0.30％、Al：0.015‑0.04％、Ni：0.15‑0.30％、Cu：≤0.30％、Ti的含量不大于0.01％、V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O的含量不大于20PPm。

Description

风电齿圈锻件及其锻造方法
技术领域
本发明涉及一种风电齿圈锻件及其锻造方法。
背景技术
现有技术中风电齿圈锻件其成分主要为C:0.38-0.45％、Si:≤0.40 Mn:0.60-0.90％、P:≤0.025％、S:≤0.035％、Cr:0.90-1.20％ Mo:0.15-0.30％Al:0.01-0.04％，其残余磁性较高而且具有较多夹杂 物，无法满足齿圈芯部高强度的机械性能以及硬度要求，此外其锻造 过程中的调质处理通常采用水淬火，其材料提高化学成分后，因淬透 性高而产生开裂。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种风电齿圈 锻件，齿圈芯部位置有很高的机械性能、组织和硬度要求。
本发明所采用的技术方案是这样的：风电齿圈锻件按重量百分比 计，其成分包含：C：0.41-0.45％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.75-0.90％、 P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05-1.20％、Mo：0.20-0.30％、Al： 0.015-0.04％、Ni：0.15-0.30％、Cu：≤0.30％、Ti的含量不大于0.01％、 V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免 的杂质为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O 的含量不大于20PPm。
本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种风电齿圈 锻件的锻造方法，不会产生开裂现象，
本发明所采用的技术方案是这样的：一种风电齿圈锻件的锻造方 法，包括以下步骤：
S1：下料：去除Φ600mm圆钢端部不平组织，量取1595mm进行下 料锯切；
S2：加热：将坯料置入天然气加热炉中进行加热，首先升温至 800℃后保温1.5h，在升温至1200℃，保温3h后出炉；
S3：锻造：采用油压机辅以操作机进行锻造，初锻温度为1200℃， 终锻温度为850℃，采用三墩两拔进行作业，首先将坯料墩粗至 930mm，再拔长至1300mm，接着墩粗至750mm，再拔长至1000mm， 最后墩粗至565mm，锻造比大于5，接着在中间冲孔Φ320mm后进行修 整成型，形成锻造坯料尺寸为Φ1028×Φ320×565；
S4：碾环：在碾环机上将锻造坯料碾环至Φ1883×Φ1579×502， 初锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻造比为13.8；
S5：锻后正火处理；
S6：第一次粗加工；
S7：调质处理，调质采用水淬、工业介质冷结合的双液淬火工艺， 其具体为：首先升温至860℃，保温4-5h，而后采用水温为20-45℃的 水进行水淬火360秒，接着采用温度为为20-40℃，浓度为5.5-6％的工 业介质淬火550秒，而后升温至590℃保温9-10h，后进行空冷；
S8：精加工后进行去应力回火。
进一步改进的是：步骤S3中正火工艺具体为升温至900℃后保温 7-8h后进行空冷。
进一步改进的是：步骤S8中去应力回火工艺具体为升温至560℃ 后保温5-6h后进行空冷。
进一步改进的是：所述工业介质为盐水。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：该类齿圈芯部位 置有很高的机械性能、组织和硬度要求，调整后的化学成分中没有放 射性污染以及夹杂物，而且在锻造时，通过对调质工艺的改进采用水 淬工业介质冷双液淬火工艺，水淬保证才能保证足够的淬透层，芯部 要求的性能、组织和硬度才能保证，工业介质冷却可以防止因材料提 高化学成分后，因淬透性高而产生开裂。
具体实施方式
以下结合具体实施方式来进一步说明本发明。
本发明公开一种风电齿圈锻件，按重量百分比计，其成分包含： C：0.41-0.45％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.75-0.90％、P：≤0.020％、S： ≤0.015％、Cr：1.05-1.20％、Mo：0.20-0.30％、Al：0.015-0.04％、Ni： 0.15-0.30％、Cu：≤0.30％、Ti的含量不大于0.01％、V的含量不大 于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质为：H 的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O的含量不大于 20PPm。
风电齿圈锻件的锻造方法，包括以下步骤：
S1：下料：去除Φ600mm圆钢端部不平组织，量取1595mm进行下 料锯切；
S2：加热：将坯料置入天然气加热炉中进行加热，首先升温至 800℃后保温1.5h，在升温至1200℃，保温3h后出炉；
S3：锻造：采用油压机辅以操作机进行锻造，初锻温度为1200℃， 终锻温度为850℃，采用三墩两拔进行作业，首先将坯料墩粗至
930mm，再拔长至1300mm，接着墩粗至750mm，再拔长至1000mm， 最后墩粗至565mm，锻造比大于5，接着在中间冲孔Φ320mm后进行修 整成型，形成锻造坯料尺寸为Φ1028×Φ320×565；
S4：碾环：在碾环机上将锻造坯料碾环至Φ1883×Φ1579×502， 初锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻造比为13.8；
S5：锻后正火处理；
S6：第一次粗加工；
S7：调质处理，调质采用水淬、工业介质冷结合的双液淬火工艺， 其具体为：首先升温至860℃，保温4-5h，而后采用水温为20-45℃的 水进行水淬火360秒，接着采用温度为为20-40℃，浓度为5.5-6％的工 业介质淬火550秒，而后升温至590℃保温9-10h，后进行空冷；
S8：精加工后进行去应力回火。
本实施例中优选的实施方式为，步骤S3中正火工艺具体为升温至 900℃后保温7-8h后进行空冷。
本实施例中优选的实施方式为，步骤S8中去应力回火工艺具体为 升温至560℃后保温5-6h后进行空冷。
本实施例中优选的实施方式为，所述工业介质为盐水。
经过化学成分调整以及锻造工艺改进后的风电齿圈锻件的技术 指标评定为：
残余磁性≤8A/cm(或≤10高斯)。
非金属夹杂物按ISO 4967规定中的A法评定，须满足以下等级 要求：细系A/B/C/D≤3.0/2.5/2.5/2.0；粗系A/B/C/D≤ 3.0/1.5/1.5/1.5。
机械性能
用里氏硬度计G杆打硬度。硬度范围：265-320HBW。硬度检测， 间隔120°，共12个位置打硬度。每个位置打3次硬度，间距约10mm (取平均值)，同一工件的硬度差≤30HBW，按照硬度换算成抗拉强 度，最大差值＜100Mpa，芯部硬度250-310HBW。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行 业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例 和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围 的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要 求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。

Claims (5)

1.风电齿圈锻件，其特征在于：按重量百分比计，其成分包含：C：0.41-0.45％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.75-0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05-1.20％、Mo：0.20-0.30％、Al：0.015-0.04％、Ni：0.15-0.30％、Cu：≤0.30％、Ti的含量不大于0.01％、V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O的含量不大于20PPm。
2.根据权利要求1所述的风电齿圈锻件的锻造方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：下料：去除Φ600mm圆钢端部不平组织，量取1595mm进行下料锯切；
S2：加热：将坯料置入天然气加热炉中进行加热，首先升温至800℃后保温1.5h，在升温至1200℃，保温3h后出炉；
S3：锻造：采用油压机辅以操作机进行锻造，初锻温度为1200℃，终锻温度为850℃，采用三墩两拔进行作业，首先将坯料墩粗至930mm，再拔长至1300mm，接着墩粗至750mm，再拔长至1000mm，最后墩粗至565mm，锻造比大于5，接着在中间冲孔Φ320mm后进行修整成型，形成锻造坯料尺寸为Φ1028×Φ320×565；
S4：碾环：在碾环机上将锻造坯料碾环至Φ1883×Φ1579×502，初锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻造比为13.8；
S5：锻后正火处理；
S6：第一次粗加工；
S7：调质处理，调质采用水淬、工业介质冷结合的双液淬火工艺，其具体为：首先升温至860℃，保温4-5h，而后采用水温为20-45℃的水进行水淬火360秒，接着采用温度为为20-40℃，浓度为5.5-6％的工业介质淬火550秒，而后升温至590℃保温9-10h，后进行空冷；
S8：精加工后进行去应力回火。
3.根据权利要求2所述的风电齿圈锻件的锻造方法，其特征在于：步骤S3中正火工艺具体为升温至900℃后保温7-8h后进行空冷。
4.根据权利要求2所述的风电齿圈锻件的锻造方法，其特征在于：步骤S8中去应力回火工艺具体为升温至560℃后保温5-6h后进行空冷。
5.根据权利要求2所述的风电齿圈锻件的锻造方法，其特征在于：所述工业介质为盐水。
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