[發明專利]風電增速箱外主軸用大規格42CrMo4調質鋼制造工藝

有效

• 申請號: 201710037112.8
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106702099B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 張龍;馮桂萍;劉金鑫;趙智剛;顧文濤;馬群;申林
• 申請（專利權）人: 撫順特殊鋼股份有限公司
• 主分類號: C21D1/25
• 分類號: C21D1/25;C21D1/28;C21D6/00;C21D8/00
• 代理公司: 大連格智知識產權代理有限公司 21238
• 代理人: 孫宇宏

本發明公開一種不小于Φ450mm風電主軸用調質鋼42CrMo4制造工藝，解決大圓調質鋼高強度、高韌性，穩定力學性能的技術問題；本發明采用如下技術方案：1.工藝路線：電爐+LF+VD→模鑄→鍛造(3500t快鍛機)→正火處理→調質；2.通過優化內控成分保證鋼材力學性能穩定，熔煉成分添加釩、鈮、鎳等強化元素，提高鋼材的強度；通過調質前的預處理，對鋼材進行正火來均勻組織，細化晶粒，調質后獲得良好的沖擊韌性；通過對回火出爐鋼材風冷來避免回火脆性。本發明的有益處在于：解決了大圓調質鋼力學性能穩定合格，抗拉強度(Rm)為760MPa～910MPa,屈服強度(Re)不小于535MPa，斷面收縮率(A)不小于15％，沖擊吸收功(AkV)不小于38J；改善沖擊韌性問題。

技術領域

本發明屬于金屬材料制造領域，涉及風電增速箱外主軸用鋼制造工藝，主要用于大規格(≥Φ450mm)42CrMo4調質鋼的生產。

背景技術

風電主軸是連接齒輪箱和風機葉片轉輪的空心軸，需要具有良好的綜合性能，因此風電主軸用鋼應具有高強度和良好的沖擊韌性；隨著風電行業迅速發展，對風電增速箱外主軸用鋼提出了更高的要求，尤其是機械性能中的強度要求。目前，風電增速箱外主軸用42CrMo4調質鋼規格不小于Φ450mm，強度、韌性要求高，力學性能指標較嚴，要求距表面1/3半徑位置機械性能：抗拉強度(Rm)為760MPa～910MPa,屈服強度(Re)不小于535MPa，斷面收縮率(A)不小于15％，沖擊吸收功(AkV)不小于38J,現有生產技術工藝難以滿足大規格42CrMo4調質鋼的技術要求，并且未見國內、外文獻有相關研究的報道。

發明內容

本發明公開一種風電增速箱外主軸用大規格42CrMo4調質鋼制造工藝，通過優化內控成分保證鋼材力學性能穩定；通過調質前的預處理，對鋼材進行正火來均勻組織，細化晶粒，調質后獲得良好的沖擊韌性；通過對回火出爐鋼材風冷來避免回火脆性。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

1.工藝路線：電爐+LF+VD→模鑄→鍛造(3500t快鍛機)→正火處理→調質。

2.具體工藝制度：

⑴煉鋼工藝

①化學成分

42CrMo4鋼化學成分內控標準見表1；

表1

②采用電爐+LF+VD煉鋼，保證鋼錠內部純凈度及成分均勻。

⑵鍛造工藝

1200℃～1220℃保溫5h～8h方可出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1180℃～1200℃保溫3h～5h，出爐拔長，終鍛溫度850℃～900℃，成品材鍛后去氫退火。

⑶正火工藝

以不大于100℃/h速度升溫至880℃±10℃，保溫10h～12h，之后出爐空冷至400℃以下。

⑷調質工藝

以不大于80℃/h速度升溫至860℃±10℃，保溫8h～12h，鋼材出爐淬火，鋼材出爐到淬水時間間隔不大于4min；淬水過程要多步進行，規定如下：第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后1h～2h內裝電爐回火，爐溫300℃±50℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至625℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風冷，風冷至料溫150℃以下。

3.理化性能

⑴非金屬夾雜物按ISO4967 A法檢驗，合格級別應符合表2規定；

表2