CN104313288A - 一种42CrMo风电主轴的热处理工艺 - Google Patents

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司兴奎
刘殿山
呙文武
颜廷勇
李潜
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Abstract

本发明提供一种42CrMo风电主轴的热处理工艺，具体步骤为，将温度在400℃以下的风电主轴以60℃/h以下的速度加热至650℃～660℃，保温5h，然后以80℃/h以下的速度加热至温度T，保温14h以上，水冷80min至风电主轴温度300℃以下，加热至300℃～330℃，保温5h，然后以60℃/h以下的速度加热至620℃～640℃，保温22h以上，然后以30℃/h以下的速度空冷至300℃以下，T=860℃～880℃。本发明将淬火温度提高至860-880℃，使工件充分奥氏体化，增加其淬硬层深，水冷时间延长至80min以提高风电主轴的冷却速度，得到下贝氏体或马氏体组织，提高了主轴的综合力学性能。

Description

一种42CrMo风电主轴的热处理工艺
技术领域    
本发明涉及风电设备制造技术领域，具体涉及一种42CrMo风电主轴的热处理工艺。
背景技术   
近年来,随着重工行业的不断发展，对锻件性能的要求越来越高，部分大型锻件的取样位置由表皮逐步发展到距外圆R/3处取样，甚至更深的位置取样。风电主轴是风力发电设备中的一个重要组成部分，主要材质是42CrMo和34CrNiMo6，热处理使用调质工艺。国外某公司材质42CrMo 的MW级风电主轴，取样位置处直径大于500㎜，试样距任何热处理表面不小于80mm处。该材质淬透性有限，性能较难达到要求。
发明内容   
本发明要解决的技术问题是提供一种42CrMo风电主轴的热处理工艺，提高风电主轴的综合力学性能。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种42CrMo风电主轴的热处理工艺，具体步骤为，
将温度在400℃以下的风电主轴以60℃/h以下的速度加热至650℃～660℃，保温5h，然后以80℃/h以下的速度加热至温度T，保温14h以上，水冷80min至风电主轴温度300℃以下，加热至300℃～330℃，保温5h，然后以60℃/h以下的速度加热至620℃～640℃，保温22h以上，然后以30℃/h以下的速度空冷至300℃以下，T=860℃～880℃。
上述42CrMo风电主轴的热处理工艺， T=860℃。
上述42CrMo风电主轴的热处理工艺，T=870℃。
上述42CrMo风电主轴的热处理工艺，T=880℃。
本发明将淬火温度提高至860-880℃，使工件充分奥氏体化，增加其淬硬层深，水冷时间延长至80min以提高风电主轴的冷却速度，得到下贝氏体或马氏体组织，提高了主轴的综合力学性能。
附图说明   
下面结合附图对本发明进一步详细的说明：
图1为风电主轴的取样示意图。
图2为现有热处理工艺图。
图3为本发明热处理工艺图。
具体实施方式
如图3所示，一种42CrMo风电主轴的热处理工艺，具体步骤为，
将温度在400℃以下的风电主轴以60℃/h以下的速度加热至650℃～660℃，保温5h，然后以80℃/h以下的速度加热至温度T，保温14h以上，水冷80min至风电主轴温度300℃以下，加热至300℃～330℃，保温5h，然后以60℃/h以下的速度加热至620℃～640℃，保温22h以上，然后以30℃/h以下的速度空冷至300℃以下，T=860℃～880℃，具体地，T=860℃、870℃或880℃。
图2示出了42CrMo风电主轴的现有热处理工艺。
由于淬火温度低、水冷时间较短等原因，按现有工艺无法满足力学性能要求。本发明提高淬火温度，使奥氏体化更加充分，增加其淬硬层深，增加淬火水冷时间，工件取样位置冷却速度加快，得到下贝氏体或马氏体组织，大大提高了主轴的综合力学性能。
图1为风电主轴的取样示意图，1.5MW风电主轴试料区直径大于500mm，2MW风电主轴及3MW风电主轴试料区直径大于600mm，图1中给出的风电主轴试料区直径660mm。
表1  主轴技术要求
取样位置 σs σb δ Ψ Akv（-40℃）
皮下80mm+端面80mm ≥400 ≥600 ≥15 ≥53 ≥27
改进后风电主轴的力学性能检验数据如表2所示，力学性能全部满足要求。
表2力学性能
工艺 Rel Rm A Z Akv-40℃
460 670 16 56 22/23/26
现有工艺 450 668 15.5 55.5 21/19/23
本发明（T=860℃） 530 740 17 56.5 27/30/33
本发明（T=870℃） 538 756 17 57 33/39/38
本发明（T=880℃） 550 769 18 57 38/44/45

Claims (4)

1.一种42CrMo风电主轴的热处理工艺，其特征在于：具体步骤为，
将温度在400℃以下的风电主轴以60℃/h以下的速度加热至650℃～660℃，保温5h，然后以80℃/h以下的速度加热至温度T，保温14h以上，水冷80min至风电主轴温度300℃以下，加热至300℃～330℃，保温5h，然后以60℃/h以下的速度加热至620℃～640℃，保温22h以上，然后以30℃/h以下的速度空冷至300℃以下，T=860℃～880℃。
2.根据权利要求1所述的42CrMo风电主轴的热处理工艺，其特征在于：T=860℃。
3.根据权利要求1所述的42CrMo风电主轴的热处理工艺，其特征在于：T=870℃。
4.根据权利要求1所述的42CrMo风电主轴的热处理工艺，其特征在于：T=880℃。
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