5mw級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法
2023-05-26 16:04:31
專利名稱：5mw級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼球熱處理工藝，特別涉及一種心部硬度符合國際標準，且批散差小的5MW級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法。
背景技術：
伴隨著全球性風電行業的興起，風電軸承得到了飛速發展，作為風電軸承承載件，鋼球質量越來越得到風力發電行業的關注和重視。眾所周之，在材料質量得到保證的前提下，熱處理對鋼球硬度、金相、壓碎等壽命指標起著決定作用。由於國內行業與國外風電行業控制目標有些差異，國外主要以控制心部硬度為主，而國內客戶大都以高壓碎為主。由於熱處理壓碎很難保證國標的要求，且批散差大，因此在同步比較的基礎上，研發對高合格率的高壓碎鋼球熱處理工藝勢在必行。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種心部硬度符合國際標準，且批散差小的5麗級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為一種5麗級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法，由淬火、回火、檢測三步驟構成；其創新點在於所述淬火加熱採用分段控制保護氣流量，具體的，在鋼球進爐之後開啟保護氣排出雜質氣體，流量控制在10-15ml/min ;當鋼球達到淬火溫度後關閉保護氣，並保溫一段時間，保溫時間58-92min,淬火溫度為830-850°C ;所述淬火介質Na2CO3溶液，濃度控制在6_7% ;所述回火階段，回火溫度為200-210°C，保溫 時間為300-320分鐘。進一步的，所述保護器為甲醇裂解氣。本發明的優點在於利用風電鋼球尺寸較大，使其在加工過程中加工餘量大的特性，充分利用他20)3溶液在高溫冷速比油快的特點，在不超過加工餘量深度的貧/脫碳層基礎上，實現了熱處理壓碎值的大幅提高，脫/貧碳層深度通過控制保護氣流量大小和時間來實現。經測試，0 40. OOOOmm以上的高壓碎風電球，壓碎一次合格率達到100%。通過試驗和統計，熱處理調整後的成品壓碎均值和散差較調整前分別提高15%和33%，鋼球熱處理指標完全滿足風電設備要求。
具體實施例方式首先，調試風電鋼球熱處理設備，控制好淬火溫度，回火溫度和保護氣流量和淬火劑濃度，保證各類參量處於受控狀態，為風電鋼球淬火作準備設定時，鋼球淬火溫度830-850°C，回火溫度 200-210°C，Na2CO3 溶液濃度 6_7%。具體的0 40mm規格的風電鋼球，保證淬火溫度830-840 °C (溫控表設置於835 0C )、回火溫度 200-205 °C、Na2CO3 溶液濃度 6-7% ；
Φ 50. 8mm規格的風電鋼球，保證淬火溫度835_845°C (溫控表設置於840°C)、回火溫度 205-210°C、Na2CO3 溶液濃度 6-7% ；
Φ 60 mm規格的風電鋼球，保證淬火溫度840-850°C (溫控表設置於845°C )、回火溫度205-210 0C、Na2CO3 溶液濃度 6-7% ；
然後，將風電鋼球置於風電鋼球熱處理設備中淬火加熱，風電鋼球的重量約80-90kG，在鋼球加入熱處理設備中後開啟保護氣，該保護氣採用甲醇裂解氣，控制流量為10-15ml/min,當鋼球達到設定的淬火溫度後，再關閉保護氣，此過程中，保護氣大約持續通入20分鐘，關閉保護氣並保溫一段時間，保溫時間58-92min，出爐淬火。其中Φ 40 mm規格的風電鋼球，保溫時間為58_62分鐘；
Φ 50. 8 mm規格的風電鋼球，保溫時間為73-77分鐘；
Φ 60 mm規格的風電鋼球，保溫時間為88-92分鐘；
風電鋼球出爐淬火時，讓爐體下傾，讓鋼球自然落入帶有淬火工裝的Na2CO3介質溶液中淬火，然後與介質一起出爐和介質一併冷透，該時間不得少於10分鐘。冷透後的鋼球立即吊出介質，準備回火。風電鋼球回火將經過淬火的鋼球放入回火爐內，在200-210°C的溫度下進行回火，並保溫300-320分鐘後出爐。風電鋼球淬、回火壓碎指標檢測嚴格按照JB/T1255-2001標準對各爐壓碎進行檢測，大於熱處理壓碎指標要求，即判為合格，可以流轉生產。否則，視為不合格。三種規格參數的風電鋼球工藝試驗和論證結果見下表
注留磨量指熱處理表面至成品之間的加工餘量，鋼球成品進庫前，不允許有脫、貧碳層，即熱處理控制的最大脫/ 貧碳層深度必須小於留磨量。鋼球脫/貧碳層深度通過控制保護氣流量大小和時間來實現。C 40. 0000 60. OOOOmm規格鋼球的單面加工餘量控制在O. 35 O. 45mm,考慮熱處理組織轉變，總加工餘量將達O. 40 O. 60mm。如果貧/脫碳層最大深度不超過O. 3mm,在壓碎指標得到充分保證的同時，其他指標將不會有任何影響，因此設定貧/脫碳層最大深度不超過O. 3mm。C 40規格球工藝試驗和效果評價表
權利要求
1.一種5MW級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法，由淬火、回火、檢測三步驟構成；其特徵在於所述淬火加熱採用分段控制保護氣流量，具體的，在鋼球進爐之後開啟保護氣排出雜質氣體，流量控制在10-15ml/min ;當鋼球達到淬火溫度後關閉保護氣，並保溫一段時間，保溫時間58-92min，淬火溫度為830-850°C ;所述淬火介質Na2CO3溶液，濃度控制在6-7% ;所述回火階段，回火溫度為200-210°C，保溫時間為300-320分鐘。
2.根據權利要求1所述的5MW級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法，其特徵在於所述保護器為甲醇裂解氣。
全文摘要
本發明涉及一種5MW級大型風電機組軸承專用鋼球高壓碎熱處理加工方法，由淬火、回火、檢測三步驟構成；淬火加熱採用分段控制保護氣流量；利用風電鋼球尺寸較大，使其在加工過程中加工餘量大的特性，充分利用Na2CO3溶液在高溫冷速比油快的特點，在不超過加工餘量深度的貧/脫碳層基礎上，實現了熱處理壓碎值的大幅提高，脫/貧碳層深度通過控制保護氣流量大小和時間來實現。經測試，￠40.0000mm以上的高壓碎風電球，壓碎一次合格率達到100%。通過試驗和統計，熱處理調整後的成品壓碎均值和散差較調整前分別提高15%和33%，鋼球熱處理指標完全滿足風電設備要求。
文檔編號C21D1/18GK103045840SQ20121048424
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月26日 優先權日2012年7月31日
發明者蘇銀建, 袁建明, 沈達凱, 盧衛金, 盧國傑, 周勇 申請人:江蘇力星通用鋼球股份有限公司