[发明专利]一种风电增速箱用齿圈锻件的制造方法

说明书

本发明公开了一种风电增速箱用齿圈锻件的制造方法。该齿圈锻件的制造方法包括设置工艺控制阈值、坯料镦拔变形、冲孔与扩孔加工、辗环成形、锻后缓冷处理、正火与回火处理、调质处理等步骤。本发明公开的风电增速箱用齿圈锻件的制造方法通过合理设定工艺控制阈值即镦粗锻比阈值、拔长锻比阈值、辗环轧制锻比阈值等，确保齿圈锻造成形后其内部充分锻透；通过合理设定正火与回火处理的奥氏体化参数及正火时的冷却方式，能够在调质处理前使齿圈内部显微组织均匀化、奥氏体晶粒细化；通过合理设定调质处理的奥氏体化参数、淬火冷却控制及回火工艺参数，能够确保调质处理后齿圈锻件的力学性达到较高水平，满足风电增速箱的服役环境及寿命要求。

技术领域

本发明属于齿圈锻件制造技术领域，具体涉及一种风电增速箱用齿圈锻件的制造方法。

背景技术

行星齿轮传动由于其具有结构紧凑、体积小、传动效率高及传动比大等优点，被广泛地应用于风力发电机传动系统、航空动力传动系统及车辆传动系统等领域。

双馈式风力发电机组的核心部件是其中的增速箱，增速箱内设置有行星齿轮传动组件，而齿圈是行星齿轮传动组件中的重要元件。由于双馈式风力发电机组的服役条件恶劣，因此对其中的齿圈等核心部件的技术要求高，一般要求其运行寿命达到20年。

现有的风电增速箱用齿圈锻件一般选用中碳合金钢中的Cr-Mo系调质钢或Cr-Mo-V系渗氮钢采用常规的锻造成形、热处理工艺及调质工艺制造。这样制成的齿圈锻件存在晶粒粗大、晶粒不均匀、内部超声波检测(UT)特性无法满足探伤要求等问题，以及由此导致的齿圈内部显微组织不均匀，力学性能水平不高等现象。齿圈锻件的质量水平无法满足双馈式或半直驱风力发电机增速箱恶劣服役环境的使用要求和寿命要求。

而且，随着风力发电机组日益大型化的发展趋势，对其增速箱用齿圈锻件提出了更高的技术要求，以确保其质量能够适用于更恶劣的服役环境。

因此，现在迫切需要研发出一种新型的风电增速箱用齿圈锻件的制造方法来解决上述问题。

发明内容

针对上述的不足，本发明实施例提供了一种风电增速箱用齿圈锻件的制造方法，以至少解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择。本发明实施例提供的风电增速箱用齿圈锻件的制造方法，制造出的齿圈锻件能够达到起始记录当量φ0.8mm的超声波检测(UT)要求，齿圈锻件中奥氏体晶粒度均匀细小，拉伸及冲击性能均能达到较高水平，从而满足风力发电机增速箱的服役及寿命要求。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种风电增速箱用齿圈锻件的制造方法，其中，包括下述步骤：

步骤(1)基于待制得齿圈的尺寸及重量，预设置工艺控制阈值，其中,所述工艺控制阈值至少包括：镦粗锻比阈值、拔长锻比阈值、辗环轧制锻比阈值及辗环轧制变形量阈值；

步骤(2)将坯料进行加热与保温处理，保温后根据预设置的镦粗锻比阈值对所述坯料进行镦粗，和/或保温后根据预设置的拔长锻比阈值对所述坯料进行拔长，以制得变形坯；

步骤(3)将所述变形坯进行回炉加热与保温处理，保温后根据预设置的镦粗锻比阈值对所述变形坯进行镦粗，对镦粗后的所述变形坯进行冲孔，以制得初锻坯，对初锻坯进行扩孔，以制得环状坯，其中，所述初锻坯的尺寸符合预设置的辗环轧制锻比阈值，所述环状坯的尺寸符合预设置的辗环轧制变形量阈值；

步骤(4)将所述环状坯进行回炉加热与保温处理，将保温后的所述环状坯辗环成形，以制得齿圈锻件，其中，所述步骤(4)中回炉加热的加热温度比所述步骤(3)中回炉加热的加热温度降低30℃～50℃；

步骤(5)对所述齿圈锻件进行缓冷处理，其中，所述缓冷处理的时间至少为24h；

步骤(6)将所述齿圈锻件冷却至室温后，对所述齿圈锻件进行正火与回火处理；

步骤(7)对正火与回火处理后的所述齿圈锻件进行调质处理。