風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸鍛件的化學(xué)成份設(shè)計(jì)及熱處理工藝研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要部件之一,在世界范圍各國(guó)密切關(guān)注開(kāi)發(fā)風(fēng)能的條件下,風(fēng)機(jī)主軸制造具有巨大的市場(chǎng)。根據(jù)我國(guó)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),本課題制訂的主要研究目標(biāo)為“以盡可能低的生產(chǎn)成本,實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸批量化生產(chǎn),建立高效的生產(chǎn)線”,具有非常重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。丹麥Vestas公司是全球風(fēng)機(jī)制造的領(lǐng)先者,它的42CrMo4 V80/V90風(fēng)機(jī)主軸由于優(yōu)良的機(jī)械性能,特別是高的抗沖擊性能和抗疲勞性能,有非常高的市場(chǎng)需求。本課題將Ves

2、tas的42CrMo4鋼、型號(hào)為V80/V90風(fēng)機(jī)軸的批量生產(chǎn)作為主要研究目標(biāo)。本課題的主要研究目的是:①采用下注鋼錠(煉鋼原材料等級(jí)按照公司一般標(biāo)準(zhǔn)控制),在31.5MN小型水壓機(jī)完成風(fēng)電主軸鍛造,降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。②采用模具成型鍛造,提高風(fēng)機(jī)主軸的鍛造纖維連續(xù)性,降低鍛件毛坯的機(jī)械加工余量,控制生產(chǎn)成本。③在前期煉鋼和鍛造工序工藝手段不高的前提下,設(shè)計(jì)合理的化學(xué)成份,利用有效的熱處理手段,滿足風(fēng)機(jī)軸較高的技術(shù)要求,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量穩(wěn)定的規(guī)模

3、化生產(chǎn),形成生產(chǎn)線能力。本課題的研究結(jié)果表明:①在設(shè)計(jì)42CrMo4的化學(xué)成分時(shí),以控制原材料在常用水平為前提,適當(dāng)提高Ni％至0.60-0.80%,嚴(yán)格控制影響沖擊性能的P和S含量。②采用電爐冶煉、鋼包爐精煉的煉鋼工藝,能將P%和S%控制在低水平,大氣下注的澆注形式不會(huì)明顯增加實(shí)際化學(xué)成份中有害元素的總量,能滿足風(fēng)機(jī)軸的超聲波探傷和磁粉探傷要求,也能為獲得優(yōu)良的機(jī)械性能提供較好的化學(xué)成分基礎(chǔ)。③鍛造工藝采用模具成型大而薄的法蘭,能大幅

4、度降低鍛造毛坯余量,改善毛坯表面質(zhì)量和法蘭圓弧過(guò)渡區(qū)的鍛造纖維流線,不僅有效降低了制造成本,也改善了風(fēng)機(jī)軸的綜合質(zhì)量水平。④調(diào)質(zhì)工藝由“油淬”改為“水淬油冷”,能顯著提高風(fēng)機(jī)軸的沖擊性能,也是滿足風(fēng)機(jī)主軸機(jī)械性能必須采取的淬火冷卻方式。⑤通過(guò)調(diào)整42CrMo4的化學(xué)成分,采用“鋼包爐真空冶煉+大氣澆注——模具成型法蘭鍛造——水淬油冷調(diào)質(zhì)”的工藝方案,形成了一條完整、合理的風(fēng)機(jī)主軸的制造技術(shù)路線,在二重集團(tuán)公司實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)主軸的低成本批量化