一种风电空心主轴及其仿形锻造工艺和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种风电空心主轴及其仿形锻造工艺和应用，属于风电主轴制造技术领域，锻造工艺包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种风电空心主轴及其仿形锻造工艺和应用


[0001]本专利技术涉及一种风电空心主轴及其仿形锻造工艺和应用，属于风电主轴制造

。

技术介绍

[0002]在全球节能减排大背景下，降低对化石能源的依赖，增加太阳能
、
风能的使用已经成为世界各国的共识
。
我国风资源优越，潜在可开发资源丰富，风力发电作为新型的清洁能源，已经成为国家关注和发展的重点，发展极为迅速
。
[0003]风电主轴是风电机组中的重要部件，用于连接叶片轮毂和齿轮箱，起到传递动能的作用
。
目前，风电机组的设计寿命是二十年，风电主轴作为风电机组中的主要受力部件，且长期服役在低温等恶劣环境中，极易发生韧脆转变，造成断裂，从而引发事故
。
另一方面，由于风电主轴的更换成本比较高，且更换难度较大，因此整机制造商对风电主轴要求极为苛刻
。
与此同时，风力发电单机容量近年来不断呈现大型化发展，为提高风能的利用率，降低风电场的面积，提高风电的经济效益，大容量风电机组成为未来风电发展的趋势，但风电机组的大型化发展势必要求风电主轴需要面对更加恶劣的环境，因此就需要其具备更高的耐低温脆性断裂能力
。
[0004]因此，亟需研究风电主轴短流程仿形锻造工艺，用以解决上述风电主轴锻件的低温脆性断裂问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供一种风电空心主轴仿形锻造工艺，该工艺在成分
‑
变形
‑<br/>温度协同调控下，获得常温下的基体相和晶界分布
MnNi
相的复相结构
。
[0006]同时，本专利技术提供一种耐低温脆性断裂能力的风电空心主轴
。
[0007]同时，本专利技术提供一种风电空心主轴在风电机组中的应用
。
[0008]同时本专利技术提供一种风电机组，其包含本专利技术的风电空心主轴
。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种风电空心主轴仿形锻造工艺，包括以下步骤：
S1
，热送坯料：按配方熔炼合金元素并浇筑成锭，随后热送钢锭；
S2
，拔长镦粗：将
S1
热送钢锭加热后进行一次拔长
、
一次镦粗
、
二次拔长和二次镦粗锻造；
S3
，钢锭冲孔：将
S2
反复拔长
、
镦粗钢锭回炉加热后进行冲孔；
S4
，拔长滚圆：将
S3
冲孔后的锻件回炉加热后进行轴身拔长滚圆；
S5
，锻后控冷：将
S4
获得的锻件置于保温桶中缓慢冷却，再空冷至室温获得风电空心主轴成品
。
[0010]S1
中，配方中金属元素组分按质量百分比计：
C
：
0.36%~0.42%
，
Si
：
0.15%~0.25%
，
Mn
：
1.21%~1.73%
，
Ni
：
1.27%~2.11%
，
P
：
≤0.02%
，
S
：
≤0.02%
，
Cr
：
0.91%~1.18%
，
Mo
：
0.22%~
0.29%
，
Cu
：
≤0.1%
，
V
：
0.03%~0.12%
，
Sn≤0.002%
，
Sb≤0.001%
，余量为
Fe。
[0011]S1
中，配方中
Mn、Ni
的质量比例为：
Mn
：
Ni =1
：（
1.05~1.22
）
。
[0012]S1
中，热送钢锭为钢锭脱模后于
850~880℃
置于保温桶中保温热送
。
[0013]S2
中，锻造前，热送钢锭以
70~80℃/h
的升温速度加热到
1260~1280℃
，保温
5~6h。
[0014]S2
中，进行一次拔长
、
一次镦粗
、
二次拔长和二次镦粗锻造，一次拔长比为
6.1~6.5
，一次镦粗比
6.7~7.2
，二次拔长比为
3.3~3.6
，二次镦粗比
3.8~4.1
，其中一次拔长和一次镦粗在
1080~1260℃
的温度范围内完成，二次拔长和二次镦粗在
980~1080℃
的温度范围内完成
。
[0015]S3
中，冲孔采用冲头向下两次冲孔，首次冲孔温度为
1150~1180℃
，冲至钢锭
2/3
深度时停止，随后回炉以
80~90℃/h
加热至
1150~1180℃
后，将锻件
180
°
翻转放置进行二次反面冲孔，直至冲穿钢锭
。
[0016]S4
中，回炉以
50~60℃/h
加热至
1200~1220℃
后进行拔长，拔长工艺为砧宽比为
0.6~0.8
，压下量为
80~100mm
，
90
°
顺时针翻转方式，送进量为砧宽的
0.4~0.6
，获得拔长锻件
。
[0017]S4
中，将拔长锻件进行滚圆，滚圆工艺为：
700~980℃
砧宽比为
0.8~0.9
，压下量为
10~20mm
，送进量为砧宽的
0.7~0.8。
[0018]S4
中，滚圆前将拔长锻件回炉加热到
1200~1220℃
再进行滚圆
。
[0019]S5
中，保温桶中缓冷速率为
5~10℃/h
，缓冷至
180~200℃
后取出空冷至室温
。
[0020]本专利技术的一种风电空心主轴仿形锻造工艺获得的风电空心主轴
。
[0021]风电空心主轴的晶粒度
7~8
级
。
[0022]风电空心主轴的微观组织分布为基体相和晶界分布
MnNi
相的复相结构
。
[0023]风电空心主轴的抗拉强度为
921~981MPa
，屈服强度为
803~936MPa
，硬度为
336~391HB<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种风电空心主轴仿形锻造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1
，热送坯料：按配方熔炼合金元素并浇筑成锭，随后热送钢锭；配方中
Mn、Ni
的质量比例为：
Mn
：
Ni =1
：（
1.05~1.22
）；
S2
，拔长镦粗：将
S1
热送钢锭加热后进行一次拔长
、
一次镦粗
、
二次拔长和二次镦粗锻造；锻造前，热送钢锭以
70~80℃/h
的升温速度加热到
1260~1280℃
，保温
5~6h
；一次拔长比为
6.1~6.5
，一次镦粗比
6.7~7.2
，二次拔长比为
3.3~3.6
，二次镦粗比
3.8~4.1
，其中一次拔长和一次镦粗在
1080~1260℃
的温度范围内完成，二次拔长和二次镦粗在
980~1080℃
的温度范围内完成；
S3
，钢锭冲孔：将
S2
反复拔长
、
镦粗钢锭回炉加热后进行冲孔；
S4
，拔长滚圆：将
S3
冲孔后的锻件回炉加热后进行轴身拔长滚圆；回炉以
50~60℃/h
加热至
1200~1220℃
后进行拔长，拔长工艺为砧宽比为
0.6~0.8
，压下量为
80~100mm
，
90
°
顺时针翻转方式，送进量为砧宽的
0.4~0.6
，获得拔长锻件；将拔长锻件进行滚圆，滚圆前将拔长锻件回炉加热到
1200~1220℃
再进行滚圆，滚圆工艺为：
700~980℃
砧宽比为
0.8~0.9
，压下量为
10~20mm
，送进量为砧宽的
0.7~0.8
；
S5
，锻后控冷：将
S4
获得的锻件置于保温桶中缓慢冷却，再空冷至室温获得风电空心主轴成品
。2.
根据权利要求1所述的一种风电空心主轴仿形锻造工艺，其特征在于，配方中金属元素组分按质量百分比计：
C
：
0.36%~0.42%
，
Si
：
0.15%~0.25%
，
Mn
：
1.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵智杰，许亮，闫振伟，袁震，
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：