[發明專利]一種減少風電螺栓橫截面心表硬度差的熱處理工藝

在審

• 申請號: 202010976705.2
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112251570A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 陳穎;李英奎
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D9/00;C21D1/60;C21D6/00;C21D11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 陳秋明

本發明公開了一種減少風電螺栓橫截面心表硬度差的熱處理工藝，屬于金屬熱處理技術領域，該熱處理工藝對淬火和回火參數進行控制，使得M56以上的大規格螺栓橫截面心表硬度差有明顯的減少，經過合理的梯度回火工藝處理后，螺栓心表硬度差最大在20HV，滿足了10.9級風電螺栓心表硬度差≤30HV的要求。無需進行二次熱處理挽救，因此也減少了二次熱處理成本和材料報廢的損失。

技術領域

本發明屬于金屬熱處理技術領域，具體涉及一種減少風電螺栓橫截面心表硬度差的熱處理工藝。

背景技術

隨著風電機組的高性能化和材料使用應力提高，對螺栓提出了更高的設計應力和減重的要求，而最有效的措施是提高螺栓用鋼的強度。目前，風電高強度螺栓大部分選用10.9級，其抗拉強度Rm≥1040Mpa，斷后伸長率A≥9％，斷面收縮率Z≥48％，低溫沖擊吸收能量(-40℃)KV2≥27J。為保證風電緊固件能夠得到較高的強度，通常選用42CrMo、B7等鋼種制作風電螺栓。但是，現有調質熱處理工藝參數控制較為粗糙，容易出現表面硬度高，心部硬度低的問題，導致心表硬度差＞30HV，只能采用二次熱處理來挽救，還可能因此整批報廢。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種減少風電螺栓橫截面心表硬度差的熱處理工藝，該工藝能夠減少大規格風電螺栓橫截面心表硬度差，減少二次熱處理成本和材料報廢的損失。

技術方案：本發明所述的一種減少風電螺栓橫截面心表硬度差的熱處理工藝，包括如下步驟：

(1)將風電螺栓加熱到880±5℃，保溫150-180min，進行水溶劑淬火；

(2)淬火后的風電螺栓進行分段式梯度回火，第一段和第二段的回火溫度均為540±5℃，保溫時間均為90-120min，第三段和第四段的回火溫度均為565±5℃，保溫時間均為60-90min；

(3)對回火后的風電螺栓水冷。

具體的，所述風電螺栓為42CrMo風電螺栓。

有益效果：與現有技術相比，該熱處理工藝對淬火和回火參數進行控制，使得M56以上的大規格螺栓橫截面心表硬度差有明顯的減少，經過合理的梯度回火工藝處理后，螺栓心表硬度差最大在20HV，滿足了10.9級風電螺栓心表硬度差≤30HV的要求。無需進行二次熱處理挽救，因此也減少了二次熱處理成本和材料報廢的損失。

具體實施方式

結合國內某廠采用本發明的工藝方法對風電螺栓進行熱處理的案例，對該工藝能夠產生的具體技術效果進一步詳細說明。

具體的，對M56mm以上規格的42CrMo風電螺栓分三爐進行熱處理，三爐的爐號分別為1、2、3。均采用網帶爐對風電螺栓進行加熱，采用網帶回火爐進行分段式梯度回火。

爐號1的加熱溫度880℃上下5℃波幅，保溫時間150min，然后采用濃度5％的PIG水溶劑淬火。淬火后的風電螺栓送入網帶回火爐，1-2段溫度均控制在540攝氏度，上下5℃波幅，1-2段保溫時間分別為90min和120min。3-4段溫度均控制在565℃，上下5℃波幅，3-4段保溫時間分別為60min和90min，出爐水冷。

爐號2的工藝過程和溫度控制與爐號1相同，所不同的部分包括采用濃度6.7％的PIG水溶劑淬火，而在1-2段保溫時間分別控制在100min和110min，3-4段保溫時間分別控制在75min和86min。

爐號3的工藝過程和溫度控制也與爐號1相同，不同的部分包括采用濃度8％的PIG水溶劑淬火，而在1-2段保溫時間分別控制在98min和106min，3-4段保溫時間分別控制在70min和80min。

對上述三爐風電螺栓進行檢驗，結果如表1所示：

表1風電螺栓硬度數據