[发明专利]风电主轴的锻造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电主轴的加工方法，尤其涉及一种风电主轴的锻造工艺。

背景技术

锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。在锻造加工中，坯料整体发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动；在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主要用于加工金属制件，也可用于加工某些非金属，如工程塑料、橡胶、陶瓷坯、砖坯以及复合材料的成形等。

风电技术装备是风电产业的重要组成部分，也是风电产业发展的基础和保障，而风电主轴作为风力发电机的核心机械部件，直接与风叶相连，构成直径约80-90米得巨大风轮，巨大风轮承载着自然风并将其能量通过机械齿轮装置传递给发电机转化为电能。但由于自然环境的制约使得巨大风轮的叶片和风电主轴工况恶化、容易损坏，而风电主轴作为风力发电机的核心机械部件，对风电主轴的设计制造和工艺就提出了更高的要求。

铸造出来的风电主轴，毛坯形状尺寸准确，加工量小，成本低，但有铸造缺陷（气孔、裂纹、夹杂）；铸件内部组织流线型较差（如果是切削件，流线型更差）；目前少数劣质风电主轴铸件采用铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。缺点是此类风电主轴在使用过程中易产生渗漏现象。所以现在大家一般采用锻造风电主轴，由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此此类风电主轴的力学性能较好，常用于受力复杂的环境使用。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种风电主轴的锻造工艺。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

风电主轴的锻造工艺，包括步骤：

步骤a、选择待加工的工件钢锭原材料；

步骤b、将工件置入炉内加热，控制炉内温度为1230℃-1250℃，保温6小时以上；

步骤c、第一火出坯，从炉内取出工件使用上下平砧好镦粗漏盘压钳口Φ650×600，然后镦粗至高度H900，镦粗比为 2.5，再采用上平板、上平台和上下平砧经过WHF宽砧压实锻造法，保证每次压下量≥120%，拔长至八方#1050，压阶，法兰端料长度保证到八方#1050×710，轴身段长度保证为八方#1050×990，然后法兰端料倒棱至Φ1050×710，轴身段再成形至Φ740×2100；其中，H表示高度，Φ650×600表示直径为650mm，长600mm的圆柱，八方#1050×990表示截面为等八边形，截面为等八边形对角长度为1050mm，长为990的棱柱。

步骤d、第二火成型，在模具中将工件法兰端料镦粗至高度H370，再将法兰端料用上砧子平整至高度H275，操作机上安装专用夹具夹持模具小端滚圆法兰，这样反复平整、滚圆，成形法兰至锻件尺寸Φ1570×275，在模具中取出锻坯，然后采用操作机上安装的专用夹具夹持法兰端成型轴身到锻件尺寸Φ800×300，Φ690×660，Φ580×1795，完成锻造；

步骤e、对工件进行炉内冷却，然后进行一次重结晶正回火或二次重结晶正回火，经过三次升温、降温处理；

步骤f、锯床，锯切端部，作第一次毛坯探伤检测，毛坯打磨，沿轴身打磨出一条宽50mm的整条线，保证打磨的地方光洁度为12.5以上 ，然后探伤；

步骤g、粗车加工风电主轴，法兰和轴身过渡圆角处先车台阶，台阶的尺寸宽度大于探头直径20mm，粗车使外表面粗糙度达到12.5，作第二次探伤检测，沿轴身一周100%探伤，风电主轴法兰端面100%探伤检测；

步骤h、调质、机械性能、金相、硬度检测，作第三次探伤检测；

步骤i、精车。

作为优选，所述的步骤c的WHF宽砧压实锻造法，采用上下平板大下量拔八方，单面压下量大于 120mm，这样钢锭原始铸造缺陷（夹渣、气孔等）容易闭合或变小，从而达到规定的标准要求。

1.     作为优选，所述的步骤e，炉冷-热处理，一次重结晶正回火或二次重结晶正回火；

工件装炉的时候保证炉内温度为380℃-420℃，再升温到930℃-970℃保温12小时，升温过程中，每小时温度增加量小于等于80℃，然后鼓风吹冷4小时，使炉温降低到330℃-370℃保温10小时；