一種大型軸類件的熱處理方法
2023-05-28 10:50:16 2
一種大型軸類件的熱處理方法
【專利摘要】本發明公開了材質為34CrNiMo6的一種大型軸類件的熱處理方法。其包含調質處理和局部表面硬化處理，首先將粗加工後的軸進行調質處理，調質處理完成後進行精加工，精加工後再進行局部表面硬化處理。通過採用本發明的工藝方法，保證了軸具備良好穩定的綜合性能，且軸的局部具備良好的耐磨性；同時本發明能有效降低設備的投入成本，並且有效提高了生產效率和安全性。
【專利說明】一種大型軸類件的熱處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及表面熱處理【技術領域】，更具體的說，特別涉及材質為34CrNiMo6的一種大型軸類件調質處理及局部表面硬化處理的熱處理方法。
【背景技術】
[0002]風力發電機轉軸是雙饋風力發電機的重要部件，而雙饋風力發電機又是風力發電機組的一個部件，風力發電機組用於風力發電，一般安裝在偏遠及風力較大的地區。風力發電機發生故障或損壞時更換難度較大，且成本昂貴；因此雙饋風力發電機對轉軸的強韌性、表面硬度及耐磨性要求比較高。當風力發電機的功率由千瓦級提升到兆瓦級後，隨著設備的重量、尺寸、成本的增加，其拆裝難度及拆裝成本進一步增加；因此，為了節約成本只能通過保證使用壽命來實現。而為了保證上述的要求，原有的風力發電機轉軸的材料多為35CrMo,42CrMo等合金鋼材料，熱處理要求也為常規的調質處理；當風力發電機功率提高到兆瓦級後，為了更好的實現轉軸綜合性能及表面性能更佳，一般選擇採用34CrNiMo6鋼。
[0003]目前關於34CrNiMo6鋼的熱處理工藝，在EN10083標準中有調質工藝參數的簡單說明，相關的文獻和報導也僅僅局限於較小規格試棒的調質工藝，且沒有調質後再進行表面硬化工藝的相關資料和報導。如:許業鋼發表的《34CrNiMo6鋼調質工藝優化》採用Φ 120mm試樣，採用的熱處理冷卻方式是水淬油冷；馬佳明、葉檢、王麗蓮發表的《高鐵車軸用結構鋼的熱處理和力學性能》針對的34CrNiMo6材料是針對試棒為Φ25πιπι試樣，採用的熱處理冷卻方式是噴水淬火；蔡紅、葉檢、王麗蓮、李響妹發表的《高鐵車軸用34CrNiMo6鋼的熱處理工藝》採用試棒Φ50ι?πι。而對於34CrNiMo6鋼調質後表面硬化的工藝方法，目前還沒有相關的報導。
[0004]對於現有的風電轉軸，主要材質為35CrMo、42CrMo，一般採用的是傳統調質熱處理工藝，而無局部表面硬化工藝的要求。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於解決新型的材質為34CrNiMo6的大型軸類件的綜合性能提升、生產成本降低和安全可靠性等技術問題，提供一種大型軸類件的熱處理方法。
[0006]為了解決以上提出的問題，本發明採用的技術方案為:一種大型軸類件的熱處理方法，該熱處理方法包括調質處理和局部表面硬化處理，具體步驟如下:
(1)首先將粗加工的軸進行淬火，淬火溫度為83(T880°C，保溫時間4~7h，採用油冷卻，油溫≤80°C，油中冷卻時間為45±15min ；
(2)將淬火後的軸進行回火，回火溫度為50(T64(TC，保溫時間ClOh，回火後採用水冷，水溫≤60°C，在水中冷卻時間≥5min ；
(3)將回火完工後的軸進行精加工處理；
(4)將精加工完成的軸進行局部表面硬化處理，即將軸水平放置在高頻淬火專用工裝上，設置軸的旋轉速度f3mm/s，高頻感應加熱電壓擴11KV，陽極電流5~7A，感應器與軸間隙f 3mm，再採用L型噴水型感應器連續加熱噴水淬火；
(5)將淬火後的軸放入熱處理爐進行回火處理，回火溫度為18(T30(TC，回火保溫時間3飛h，回火後在空氣中冷卻。
[0007]根據本發明的一優選實施例:所述調質處理採用的檢測試樣尺寸為Φ 120mm-Φ 200mm。
[0008]根據本發明的一優選實施例:所述淬火介質為油。
[0009]根據本發明的一優選實施例:所述「L」型噴水型感應器的長度等於或小於軸類件需要表面硬化區域寬度。
[0010]在本發明中，用於水平放置風力發電機轉軸的專用工裝可以臥式工具機，或專門設計的臥式工裝。
[0011]本發明為了提高風電轉軸的總體性能及降低使用維護成本，兆瓦級風電轉軸採用材質為 34CrNiMo6,其化學成分為 C 0.30-0.38%, Mn 0.50-0.80%, Ni 1.30-1.70%,Crl.30-1.70%, Mo 0.15-0.30%, Si ≤0.40%。
[0012]本發明採用的34CrNiMo6轉軸經調質後的機械性能要優於現有技術中採用35CrMo、42CrMo兩種材料的轉軸，而且採用了調質後再局部表面硬化的工藝方法，綜合性能和使用壽命都得到有效的提升，具體的性能對比情況見下表I。
【權利要求】
1.一種大型軸類件的熱處理方法，其特徵在於:該熱處理方法包括調質處理和局部表面硬化處理，具體步驟如下: (1)首先將粗加工的軸進行淬火，淬火溫度為83(T880°C，保溫時間4~7h，採用油冷卻，油溫≤80°C，油中冷卻時間為45±15min ； (2)將淬火後的軸進行回火，回火溫度為50(T64(TC，保溫時間6~10h，回火後採用水冷，水溫≤60°C，在水中冷卻時間≤5min ； (3)將回火完工後的軸進行精加工處理； (4)將精加工完成的軸進行局部表面硬化處理，即將軸水平放置在高頻淬火專用工裝上，設置軸的旋轉速度f 3mm/s，高頻感應加熱電壓擴11KV，陽極電流5~7A，感應器與軸間隙f 3mm，再採用L型噴水型感應器連續加熱噴水淬火； (5)將淬火後的軸放入熱處理爐進行回火處理，回火溫度為18(T30(TC，回火保溫時間3飛h，回火後在空氣中冷卻。
2.根據權利要求1所述的大型軸類件的熱處理方法，其特徵在於:所述調質處理採用的檢測試樣尺寸為Φ120πιπ Φ200_。
3.根據權利要求1所述的大型軸類件的熱處理方法，其特徵在於:所述淬火介質為油。
4.根據權利要求1所述的大型軸類件的熱處理方法，其特徵在於:所述「L」型噴水型感應器的長度等於或小於軸類件需要表面硬化區域寬度。
【文檔編號】C21D1/25GK103451402SQ201310388251
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月1日 優先權日:2013年9月1日
【發明者】鄭業方, 趙彥民, 姜影 申請人:株洲九方熱表技術有限公司