一种兆瓦级风电机组塔架法兰锻造碾环加工方法技术

本发明专利技术公开了一种兆瓦级风电机组塔架法兰锻造碾环加工方法，采用的技术方案是：该种方法包括以下步骤：1）下料；2）第一火次加热；3）锻造制坯；4）第二火次加热；5）扩孔和整形；6）第三火次加热；7）扩径碾环；8）将步骤7）所述兆瓦级风电机组塔架法兰毛坯进行切割后得到单个毛坯；9）热处理。本发明专利技术的有益效果在于：该种方法将现有技术种锻坯制作的四火次加热减少到三火次，并且通过对模具的改进，能够辗扩加工一次得到两个法兰件，不但能提高生产效率，降低成本，同时保证了法兰良好的综合性能，具有强度高、淬透性好、韧性强，淬火时变形小，高温条件下有较强的蠕变强度和持久强度，适合于在恶劣环境下使用的大型风电机组上用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大型风电机组加工
，尤其是涉及。
技术介绍
风力发电由于在可再生能源领域中技术相对成熟、成本低廉，并且有效减少了二氧化碳的排放，因此，在全球得到了迅速的发展，风电设备出现了供不应求的现象，其中，风电塔架在整机制造中占到总造价的15%，而风电塔架法兰又是风电技术装备中关键组成零件之一，因此如何降低部件的生产成本、提高部件的质量对于企业具有重要意义。现有技术中风电塔架法兰的加工采用的是锻造碾环加工，此方法加工步骤主要包括1)下料；2)锻造碾环；3)热处理；4)后续精加工。每锻造碾环加工一次，可得到一个风电塔架法兰。碾扩成型具有以下优点1)变形方式是三维方向非均勻变形的一种连续渐变；2)材料利用率高，制坯冲孔连皮小，无飞边材料的损耗，不存在自由锻与马架扩孔的多棱形和火焰切割的粗糙层；3)工件内部质量好，其机械强度、耐磨性和工件寿命明显高于其它工艺方法生产工件；4)生产率高，碾扩周期一般为10分，最小生产周期达到3. 6分；5)生产成本低。 专利申请200710062172. 1中公开了一种风电塔筒法兰热处理工艺方法，其热处理工艺步骤是正火加上回火，选用的材料是Q345E，经过该种工艺加工后冲击功在一40°C时普遍在 110-130J之间。但是，在上述现有技术中碾扩成型加工每次只能加工一个环件并且要经过四个火次，热处理为正火加回火，这种加工工艺仍然存在工艺复杂、冷脆性高、对抗恶劣环境能力差等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种由三个火次完成环件的锻坯制作，并且一次碾环能够得到两个兆瓦级风电塔架法兰的锻造碾环加工方法，采用该方法加工完成的风电法兰具有强度高、淬透性好、韧性强、高温时有较高的蠕变强度和持久强度的特点，采用的技术方案是，其特征在于该加工方法包括以下步骤1)下料将钢锭按照两个兆瓦级风电机组塔架法兰所需厚度下料，制成坯料；2)第一火次加热由加热炉将坯料加热到1230°C，保持150分钟，出炉；3)锻造制坯将加热后的坯料上压力机，用上平砧和旋转镦粗台对坯料进行滚圆、镦粗，然后用冲子和漏盘进行冲孔；4)第二火次加热由加热炉将所述冲孔后的坯料加热到1230°C，保持90分钟，由装料机出炉；5)扩孔和整形将步骤4)加工完成后的坯料上压力机，用马杠和马架进行扩孔，然后用上平砧和旋转镦粗台对坯料进行整形；6)第三火次加热将步骤5)加工完成后的坯料加热到1230°C，保持40-50分钟，出炉；7)扩径碾环将步骤6)加工完成后的坯料上碾环机，使用复合模具，进行碾环操作后空冷，得到两件相连兆瓦级风电机组塔架法兰毛坯；8)将步骤7)所述兆瓦级风电机组塔架法兰毛坯进行切割后得到单个毛坯；9)热处理将步骤8)所述单个毛坯进行热处理，步骤是正火和回火。本专利技术的技术方案还有所述正火加工步骤是将所述单个毛坯在加热炉内按照150°C /h加热到640-660°C，保持一个小时，然后，按照120°C /h的加热速度加热到 890-910°C，保持3. 5小时后，出炉快速冷却至室温。本专利技术的技术方案还有所述回火加工步骤是将所述单个毛坯加热到 580-600°C后保温5小时，然后出炉空冷。本专利技术的技术方案还有所述下料的计算方法是首先计算出两件大型风电机组用轴承环件的重量，然后以该重量的2倍为基础，再加上2. 5%的耗量，即是所述坯料的重量。本专利技术的技术方案还有经过所述步骤5)加工后的坯料偏心彡15mm，圆角 R 彡 Mmm。本专利技术的技术方案还有所述兆瓦级风电机组塔架法兰锻造碾环材料是Q345E。本专利技术的技术方案还有所述热护理由井式电炉完成加热。本专利技术的技术方案还有所述复合模具包括成型辊、驱动辊和导向辊，所述成型辊上具有朝向所述驱动辊方向的凸起。本专利技术的有益效果在于1)本专利技术公开了一种用于兆瓦级风电发电机组的风电法兰锻造碾环加工方法，该方法涉及风电法兰材料的选择、下料、锻造、碾制、分割、热处理等重要加工步骤，采用该种方法完成风电法兰的加工，不但能提高生产效率，降低成本，同时保证了法兰良好的综合性能。2)该种方法加工完成的风电法兰具有强度高、淬透性好、韧性强，淬火时变形小， 高温条件下有较强的蠕变强度和持久强度，适合于在恶劣环境下使用的大型风电机组用。3)该种方法在进行热辗扩时，减少了加热的次数，将现有技术的四火次加热减少到三火次，并且通过对模具的改进，能够辗扩加工一次，得到两个法兰件，大大提高了生产效率。4)该种方法加工的风电法兰，力学性能为拉伸强度为510-525MPii，屈服强度为 315-340MPa,伸长率为32_35%，断面收缩率为70_79%，_50°C低温冲击功彡120J。附图说明附图1是复合模具结构示意图，其中，1是成型辊，2是驱动辊，3是导向辊，4是坯料，5是凸起。具体实施例方式本专利技术公开了一种采用锻造碾环方法加工完成的兆瓦级风电机组塔架法兰加工方法，该种方法主要是采用了热辗扩与热处理的加工过程，配合特别设计的复合模具，从而达到了一次辗扩得到两个塔架法兰之目的，主要步骤是1)下料将钢锭按照两个兆瓦级风电机组塔架法兰所需厚度下料，制成坯料，下料的计算方法是首先计算出两件大型风电机组用轴承环件的重量，然后以该重量的2倍为基础， 再加上2. 5%的耗量，即是所述坯料的重量；2)第一火次加热由加热炉将坯料加热到1230°C，保持150分钟，出炉，出炉由装料机进行；3)锻造制坯将加热后的坯料上压力机，用上平砧和旋转镦粗台对坯料进行滚圆、镦粗，然后用冲子和漏盘进行冲孔；4)第二火次加热由加热炉将所述冲孔后的坯料加热到1230°C，保持90分钟，由装料机出炉；5)扩孔和整形将步骤4)加工完成后的坯料上压力机，用马杠和马架进行扩孔，然后用上平砧和旋转镦粗台对坯料进行整形，加工后的坯料偏心彡15mm,圆角R彡24mm ；6)第三火次加热将步骤5)加工完成后的坯料加热到1230°C，保持40-50分钟，出炉；7)扩径碾环将步骤6)加工完成后的坯料上碾环机，使用复合模具，进行碾环操作后空冷，得到两件相连兆瓦级风电机组塔架法兰毛坯；8)将步骤7)所述兆瓦级风电机组塔架法兰毛坯进行切割后得到单个毛坯；9)热处理将步骤8)加工完成后的单个毛坯进行热处理，加热过程由井式电炉完成， 热处理步骤是正火和回火。正火加工步骤是将单个毛坯在加热炉内按照150°C /h加热到 640-660°C，保持一个小时，然后，按照120°C /h的加热速度加热到890-910°C，保持3. 5小时后，出炉快速冷却至室温。回火加工步骤是将单个毛坯加热到580-600°C后保温5小时， 然后出炉空冷。该兆瓦级风电机组塔架法兰锻造碾环材料是Q345E。在法兰进行扩径碾锻加工中，采用了特制的复合模具，该种复合模具包括成型辊 1、驱动辊2和导向辊3，在成型辊1上具有朝向驱动辊2方向的凸起5。当然，上述说明并非对本专利技术的限制，本专利技术也不仅限于上述举例，本
的普通技术人员在本专利技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本专利技术的保护范围。权利要求1.，其特征在于该加工方法包括以下步骤1)下料将钢锭按照两个兆瓦级风电机组塔架法兰所需厚度下料，制成坯料；2)第一火次加热由加热炉将坯料加热到1230°C，保持150分钟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：牛余刚，陈吉元，景财年，陈玉兴，
申请(专利权)人：山东伊莱特重工有限公司，
类型：发明
国别省市：