[发明专利]一种改善42CrMo4齿圈芯部小力值维氏硬度均匀性的生产方法

说明书

本发明提供一种改善42CrMo4齿圈芯部小力值维氏硬度均匀性的生产方法，所述生产方法包括：依次进行下料、锻造前进炉加热、锻造，所述锻造包括一次墩粗、冲孔和碾环成形，等温正火和调质；所述等温正火包括依次进行的第一保温，第一冷却，第二保温，第二冷却和第三冷却，生产得到的42CrMo4齿圈芯部的ΔHV1≤120，芯部小力值维氏硬度均匀性高，应用于风电中，延长了使用寿命。

技术领域

本发明涉及42CrMo4齿圈技术领域，尤其涉及一种改善42CrMo4齿圈芯部小力值维氏硬度均匀性的生产方法。

背景技术

风电齿圈常规的生产方法包括：下料(圆柱体)，锻造前进炉加热：在1240℃，13小时长时保温(其中包括为了锻造所进行的加热时保温3小时和为高温扩散所进行的加热时保温10小时)，锻造：三次墩粗三次拔长、冲孔和碾环成形，热处理：正火、调质。以此方法进行生产，结果得到风电齿圈的芯部切向和径向形成的平面小力值维氏硬度均匀性ΔHV1在220左右，不合格。其中HV1表示小力值维氏硬度，试验力标称值9.807N，ΔHV1表示在10×10mm平面范围内均分100个点，分别测试HV1，得到的HV1最大值与最小值之差。

目前对于风电齿圈调质后的技术要求为：在芯部切向和径向形成的平面小力值维氏硬度均匀性达到ΔHV1(10×10mm平面范围内均分100个点分别测试小力值维氏硬度HV1，得到的HV1最大值与最小值之差)≤120。本申请中说明书摘要、权力要求书和说明书所说到的ΔHV1或小力值维氏硬度均匀性都指的是上述意义。

齿圈调质时由于芯部淬火时冷却速度慢于表面，与表面金相组织为单一的回火索氏体不同，芯部为回火索氏体和贝氏体的混合组织，这两种金相组织HV1硬度有较大的差异，前者高，后者低，而且这两种组织在微观尺度上呈不均匀分布，形成以回火索氏体为主(含少量贝氏体)的组织和以贝氏体为主(含少量回火索氏体)的组织交替分布，造成在10×10mm平面范围内均分100个点分别测试HV1时，其值高低不一。其原因就是每次HV1测试打的很小的压痕上的金相组织不同，得到的数值就有很大的不同。当HV1均匀性越好，后续对齿圈开齿后的齿部进行渗氮的质量也越好，齿圈材质也越均匀，齿圈使用寿命也越长。

CN101805824B公开了一种42CrMo4磨辊轴的双液淬火热处理方法，该双液淬火热处理方法包括42CrMo4磨辊轴的放置方式、42CrMo4磨辊轴的加热、42CrMo4磨辊轴的降温、42CrMo4磨辊轴的双液淬火和42CrMo4磨辊轴的回火五个工艺步骤，但该方法未涉及到提高小力值维氏硬度均匀性的问题。

CN109536833A公开了一种优质合金工具钢42CrMo4调质钢板，通过KR铁水预处理、转炉冶炼、吹氩处理、LF精炼、VD精炼、连铸、加热、轧制、堆冷、热处理工艺等步骤制得，冶炼过程中，严格控制钢中P、S等有害元素，保证钢水的纯净度基本达到洁净钢水平，但该制备方法未涉及到提高小力值维氏硬度均匀性的问题。

CN106521346A公开了一种用于42CrMo4环形锻件的合金及环形锻件的制造方法,其制造方法包括：下料；装炉加热：控制进炉温度≤900℃，以≤180℃/h速度升温至1100±20℃，保温2～4h；以≤180℃/h速度升温至1250±20℃，保温3～5小时；锻造：坯料墩粗前去除上下端面的氧化皮；下料规格为Φ700mm滚圆，墩粗至Φ1500mm×350mm，Φ440冲孔，墩粗比4.6；碾环成型，碾环比3.0；粗车矩形；正火；粗车台阶；调质热处理；半精车；去应力退火；成品加工，但该方法未涉及到提高小力值维氏硬度均匀性的问题。

因此，有必要开发一种能够改善42CrMo4齿圈芯部小力值维氏硬度均匀性，延长齿圈使用寿命的生产方法，应用前景广阔。

发明内容