本发明专利技术公开了一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺，制造工艺包括S1，按照设计配方准备金属原料，浇注成型钢锭，待浇注钢锭脱模后冷却至750~850℃时，保温，热送进行锻前加热保温；S2，将S1中热送钢锭以升温速度为80~100℃/h加热到1220~1260℃，保温7~8h后，出炉后准备锻造；S3，将S2出炉热钢锭进行倒棱并切除冒口和锭底；S4，将S3处理后的钢锭采用转盘进行回转镦粗，镦粗的锻造比为7:1~9:1，随后采用长冲头向下冲孔，终锻温度为1050~980℃，本发明专利技术解决了现有风电空心主轴存在的氢致开裂倾向严重、制造工艺冗长和能耗、材耗严重等系列问题。等系列问题。等系列问题。
【技术实现步骤摘要】
一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺
[0001]本专利技术涉及一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺，属于风电主轴制造
技术介绍
[0002]在全球能源结构向低碳化转变、能源消费结构不断优化的背景下，可再生能源需求持续增长的趋势具备确定性。风能凭借其资源总量丰富、环保、运行管理自动化程度高、度电成本持续降低等突出的优势，目前已成为开发和应用最为广泛的可再生能源之一，是全球可再生能源开发与利用的重要构成，其发展正逐渐从补充性能源向替代性能源持续转变，其应用是推动能源结构优化、能源低碳化的重要驱动力。
[0003]风力发电机组产品及其各零部件、相关技术的复杂程度均较高，尤其是大型风力发电机组对风机关键组件，例如风电主轴、齿轮箱等，均有较高的要求。风电主轴是风电机组的核心部件，承担着吸收叶轮气动载荷和传递功率的重要作用，素有风电机组“心脏”之称，因此风电整机制造商对其质量要求非常严格。目前，风电主轴制造包括锻造和铸造两种，铸造能够使铸件快速一次成型，生产效率和材料利用率都较高，适合用于大型或者结构复杂的部件生产，但其力学性能低于同材质的锻件力学性能。锻造能保证锻件内部金属纤维组织的连续性，使锻件具有良好的力学性能与更长的使用寿命，超大功率巨型风电主轴制造。近年来随着风力发电迅速发展，风电机组朝着大功率方向迅猛发展，与之配套的主轴轴承尺寸也随之向着巨型化方向发展，主轴的内孔也越来越大。当前，风电主轴轴身自由锻成形，为实心锻造，内孔通过后续机加工完成。但是随着内孔的不断增大，实心锻造造成材料的浪费越来越严重，风电主轴的空心锻造势在必行。然而，在大功率巨型风电主轴锻造过程中，普遍面临氢致开裂倾向严重的问题，一旦开裂，将造成整个主轴的报废。此外，大功率巨型风电主轴锻造的锻造流程长，除了必要的锻造工艺外，还需要锻后正火
‑
回火处理，来实现细化晶粒，均匀组织，去氢和消除内应力的目的，使得整个工艺流程冗长，能源消耗严重。最后，随着风电装备的大型化，主轴的规格也越来越大，但是随着主轴内孔尺寸的不断加大，内孔加工出来的余料越来越多，而这部分余料对风机轴本身是没有任何意义的，造成大量的废料。
[0004]综上所述，本领域技术人员亟需研究一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺，用以解决上述氢致开裂倾向严重、制造工艺冗长和能耗、材耗严重等系列问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在提供一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺，该制造工艺解决了氢致开裂倾向严重、制造工艺冗长和能耗、材耗严重等系列问题。
[0006]同时，本专利技术提供一种超大功率巨型风电空心主轴，该主轴节能、节材，使用寿命长。
[0007]同时，本专利技术提供一种使用本专利技术的超大功率巨型风电空心主轴的大型风力发电
机组，该发电机组可将大量风能转化为电能。
[0008]同时，本专利技术提供一种超大功率巨型风电空心主轴在大型风力发电机组中的应用。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺，包括，其特征在于，包括以下步骤：S1，按照设计配方准备金属原料，浇注成型钢锭，待浇注钢锭脱模后冷却至750~850℃时，保温，热送进行锻前加热保温；S2，将S1中热送钢锭以升温速度为80~100℃/h加热到1220~1260℃，保温7~8h后，出炉后准备锻造；S3，将S2出炉热钢锭进行倒棱并切除冒口和锭底；S4，将S3处理后的钢锭采用转盘进行回转镦粗，镦粗的锻造比为7:1~9:1，随后采用长冲头向下冲孔，终锻温度为980~1050℃；S5，将S4冲孔完成后的锻件，采用吊钳把长冲头上的锻件拉下，并将拉下的锻件回炉，以升温速度为90~110℃/h加热至1230~1270℃，保温7~8h；S6，将S5加热保温好的锻件翻转放置，进行镦粗，镦粗的锻造比为6.5:1~8.5:1，使用短冲头向下冲孔，终锻温度为1020~1080℃；S7，将S6锻造结束后获得的有孔锻件回炉以升温速度为65~75℃/h重新加热到1220~1260℃，保温5~6h；S8，将S7加热好的有孔锻件放于模具内部，有孔锻件以及模具的中心孔内插入一根芯棒，挤压，获得一体连接的法兰盘和轴身，对法兰盘进行回转镦粗，镦粗至法兰盘原始高度的8~10%，并将轴身拔长，拔长工艺为：砧角度为6~10
°
，砧宽比为0.8~1.2，压下量为10~13%，采用0
°
、
‑
180
°
或
‑
90
°
的翻转方式，送进量为0.8~0.9；终锻温度为950~980℃；S9，将S8锻造结束后的有孔锻件，进行表面滚圆精整，并校直轴身；S10，将S9精整后的有孔锻件于450~500℃时回炉，以80~120℃/h缓慢加热至660~670℃，保温15~18h后，随炉冷却至140~150℃后，出炉空冷至室温后出成品钢锭。
[0010]进一步的，所述长冲头的长度为锻件高度的2/3；短冲头的长度为锻件高度的1/3。
[0011]进一步的，S2中，热送钢锭温度为650~780℃。
[0012]进一步的，S9中，表面滚圆精整为在中低温进行，滚圆起始温度为：950~980℃，滚圆终止温度为：600~630℃。
[0013]进一步的，钢锭的铸态组织的晶粒尺寸大，为50~150微米；成品钢锭的晶粒尺寸小，为10~20微米，弥散分布超细黑色析出相。
[0014]一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺制造的超大功率巨型风电空心主轴，括以下按质量百分比计的组分：C：0.40%~0.45%，Si：0.20%~0.40%，Mn：0.90%~1.20%，V：0.06~0.10%，Mo：0.16%~0.25%，Cr：1.00%~1.44%，Ni：0.35%~0.81%，Cu：0.20%~0.25%，S≤0.02%，P≤0.02%，余量为Fe。
[0015]进一步的，所述Mn、Cr、Ni和Cu的质量比为Mn：Cr：Ni：Cu=（3.60~6.00）：（4.00~7.20）：（1.40~4.05）：1.00。
[0016]进一步的，超大功率巨型风电空心主轴的功率为＞8MW，其重量为＞46吨。
[0017]一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺制造的超大功率巨型风电空心主轴的大型风力发电机组。
[0018]一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺制造的超大功率巨型风电空心主轴在大型风力发电机组中的应用。
[0019]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：1. 防氢脆：氢致开裂是大型复杂结构锻件出现的一个普遍的技术难题，也是限制大型复杂锻件成型的关键点。本专利技术的一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺中，采用元素C、Mn、Cr 、Ni和Cu多元素协同配比，结合多次镦粗
‑
拔长
‑
滚圆锻造工艺可以实现：（1）通过元素配比实现细化晶粒以及形成析出相，同本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超大功率巨型风电空心主轴的短流程制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1，按照设计配方准备金属原料，浇注成型钢锭，待浇注钢锭脱模后冷却至750~850℃时，保温，热送进行锻前加热保温；S2，将S1中热送钢锭以升温速度为80~100℃/h加热到1220~1260℃，保温7~8h后，出炉后准备锻造；S3，将S2出炉热钢锭进行倒棱并切除冒口和锭底；S4，将S3处理后的钢锭采用转盘进行回转镦粗，镦粗的锻造比为7:1~9:1，随后采用长冲头向下冲孔，终锻温度为980~1050℃；S5，将S4冲孔完成后的锻件，采用吊钳把长冲头上的锻件拉下，并将拉下的锻件回炉，以升温速度为90~110℃/h加热至1230~1270℃，保温7~8h；S6，将S5加热保温好的锻件翻转放置，进行镦粗，镦粗的锻造比为6.5:1~8.5:1，使用短冲头向下冲孔，终锻温度为1020~1080℃；S7，将S6锻造结束后获得的有孔锻件回炉以升温速度为65~75℃/h重新加热到1220~1260℃，保温5~6h；S8，将S7加热好的有孔锻件放于模具内部，有孔锻件以及模具的中心孔内插入一根芯棒，挤压，获得一体连接的法兰盘和轴身，对法兰盘进行回转镦粗，镦粗至法兰盘原始高度的8~10%，并将轴身拔长，拔长工艺为：砧角度为6~10
°
，砧宽比为0.8~1.2，压下量为10~13%，采用0
°
、
‑
180
°
或
‑
90
°
的翻转方式，送进量为0.8~0.9；终锻温度为950~980℃；S9，将S8锻造结束后的有孔锻件，进行表面滚圆精整，并校直轴身；S10，将S9精整后的有孔锻件于450~500℃时回炉，以80~120℃/h缓慢加热至660~670℃，保温15~18h...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵智杰，闫振伟，赵锞，巨佳，
申请(专利权)人：振宏重工江苏股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。