大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法與流程

2023-05-27 05:14:11 2

本申請涉及鍛造
技術領域：
，特別是涉及一種大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法。
背景技術：
：風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。其蘊量巨大，全球的風能約為2.74×109MW，其中可利用的風能為2×107MW，比地球上可開發利用的水能總量還要大10倍。與此同時，風電產業領域的設備也正在趨於大型化和先進化，2011年上海杭州灣建造了世界上最大葉輪的風力發電機。所以，對模具的設計製造、精度、質量、壽命以及交貨期的要求越來越高，模具企業之間的競爭也在加劇，因此如何通過工藝的改進革新來縮短生產周期和提高質量是現在風電模具行業內面臨的共同問題。在生產大型模具的企業中，運用二合一軋制技術生產大型風電用葉輪鎖緊環鍛件企業很少。隨著風電業突飛猛進的發展，二合一軋制技術的應用發展空間很大，前景廣闊。但是目前環鍛件的企業技術不是十分成熟。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種大型大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法，以克服現有技術中的不足。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：本申請實施例公開一種大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法，該鍛件尺寸為Φ2220mm×Φ1840mm×380mm，其工藝方法包括：(1)、下料：42CrMo坯料規格：Φ800坯；(2)、加熱，結合圖1所示：控制進爐溫度≤900℃；以≤180℃/h升溫至1100±10℃，保溫2～4h；以≤180℃/h升溫至1250±20℃，保溫3～5h；介質水冷；(3)、壓機制坯：坯料墩粗至940mm高，用Φ440衝頭衝孔，整平至920mm，擴孔至Φ1393mm×Φ850mm×900mm，鍛造比4.28；(4)、碾環：碾環至熱態尺寸Φ2240mm×Φ1804mm×820mm，輾環技術要求：表面缺陷深度≤8mm；內(外)徑圓度≤8mm；端面平面度≤8mm；(5)、粗加工；(6)、調質熱處理，結合圖2所示：控制裝爐溫度低於300℃；淬火：以≤180℃/h速度升溫至850±10℃，均熱1.5h，保溫5.5h，水冷；回火：以≤150℃/h速度升溫至620±10℃，均熱2h，保溫8.5h，空冷；去應力退火：以≤180℃/h速度升溫至500±10℃，均熱1.5h，保溫7.5h，爐冷至300℃後空冷；(7)、精加工。優選的，在上述的大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法中，所述42CrMo坯料的化學成分按照質量比例(wt％)包括：C：0.41～0.45；Mn：0.7～0.8；Si：0.2～0.3；P≤0.015；S≤0.01；Cr：1.05～1.2；Al：0.015～0.035；Ni：0.1～0.2；Mo：0.2～0.25；Cu≤0.2；O：≤15ppm；H：≤1.5ppm；餘量為Fe。優選的，在上述的大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法中，步驟(1)中，下料要求：切割面平整、無折縫、切割面與方錠中心線垂直。優選的，在上述的大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法中，步驟(2)中，坯料底部墊空，坯料低於火焰噴嘴的250mm，火焰口不得直接面對坯料。優選的，在上述的大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法中，步驟(3)中，衝孔時坯料中心與下衝頭中心應對中，要求衝孔偏心≤5mm，鍛造溫度範圍850℃～1150℃。與現有技術相比，本發明的優點在於：本發明工藝方法可以縮短生產周期和提高產品質量，所製造的鍛件的性能滿足大型葉輪鎖緊環的力學要求。附圖說明為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本發明具體實施例中鍛前加熱的曲線圖；圖2所示為本發明具體實施例中調質熱處理的曲線圖。具體實施方式本發明通過下列實施例作進一步說明：根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的物料比、工藝條件及其結果僅用於說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。大型風電用葉輪鎖緊環鍛件的製造方法，該鍛件尺寸為Φ2220mm×Φ1840mm×380mm，其工藝方法包括：一、下料：材料牌號：42CrMo坯料規格：Φ800坯，爐號：E21507061QX，坯料重量：7150kg。下料要求：切割面平整、無折縫、切割面與方錠中心線垂直。42CrMo坯料的化學成分按照質量比例(wt％)包括：C：0.41～0.45；Mn：0.7～0.8；Si：0.2～0.3；P≤0.015；S≤0.01；Cr：1.05～1.2；Al：0.015～0.035；Ni：0.1～0.2；Mo：0.2～0.25；Cu≤0.2；O：≤15ppm；H：≤1.5ppm；餘量為Fe。二、加熱：控制進爐溫度≤900℃；以≤180℃/h升溫至1100±10℃，保溫2～4h；以≤180℃/h升溫至1250±20℃，保溫3～5h；介質水冷；需注意的是：裝入爐內的坯料保持適當間距，坯料底部墊空，防止加熱後出現「陰陽面」。確保坯料上下及四周的充分均勻加熱，坯料低於火焰噴嘴的250mm,火焰口不得直接面對坯料。控制升溫速度，避免升溫過快或保溫時間不足，根據實際裝爐量，可適當延長保溫時間1～2小時。三、壓機制坯：坯料墩粗至940mm高，用Φ440衝頭衝孔，整平至920mm，擴孔至Φ1393mm×Φ850mm×900mm，鍛造比4.28。需注意的是：a、開機前檢查油壓機上下砧，衝孔衝頭衝盤是否緊固完好，上衝與下衝、上衝與衝盤的中心是否對中，鐓粗高度的標尺是否標準。b、坯料放置在油壓機下砧前，其上、下端面和工裝上的氧化物必須清除乾淨。c、衝孔時坯料中心與下衝頭中心應對中，要求衝孔偏心≤5mm。d、鍛造溫度範圍850℃～1150℃。四、碾環：碾環至熱態尺寸Φ2240mm×Φ1804mm×820mm。採用輾環機輾環過程中實時觀察鍛件毛坯的體積變化情況，合理分配徑向、軸向的軋制力。一火精密軋製成形，減少機加工工時，提高成品率和生產效率。輾環要求：(1)、輾環前檢查輾環機及操作機設備、潤滑、液壓系統，及操作室儀表等是否完好正常。(2)、安裝主軋輥、芯輥，保證主軋輥裝配線、死託架與下錐輥在同一水平線上，做好芯輥、主軋輥、抱輥等部位校準，調速等工作，確保設備平衡運轉方可開機。(3)、換置模具後，運用校準圈對輾環機測量頭尺寸進行校對。(4)、輾環時合理協調軸、徑向軋制力，關注與記錄鍛件變形情況。(5)、輾制過程及時注壓力水，清除遺留在工裝或鍛件上的氧化物及冷卻工裝模具。(6)、鍛造溫度範圍850℃～1150℃。(7)、輾環技術要求：表面缺陷深度≤8mm；內(外)徑圓度≤8mm；端面平面度≤8mm。五、粗加工；六、調質熱處理：(1)每個鍛件間需用墊塊隔開，且墊塊上下保持一直線。(2)每爐放置4個熱電偶與鍛件直接接觸，測量鍛件的溫度，熱電偶不能放置在同一平面。調質工藝參表1所示，並結合圖2所示：表1熱處理方式加熱速度保溫溫度均熱時間保溫時間冷卻方式淬火≤180℃/h850±10℃1.5h5.5h水冷回火≤150℃/h620±10℃2h8.5h空冷去應力退火≤180℃/h500±10℃1.5h7.5h爐冷至300℃後空冷七、精加工。性能檢測結果記錄如表2所示：表2實驗序號Rm(MPa)ReH(MPa)延伸率斷面收縮率衝擊功標準值800≥550≥13≥50≥27檢測結果810570155529試驗依據：GB/T3077-1999、GB/T228衝擊溫度：-40℃由表2可知，鍛件在保持較高強度的同時具有較好的塑性和韌性。在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關係不大的其他細節。最後，還需要說明的是，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp