本發(fā)明屬于金屬材料制造領(lǐng)域，涉及風(fēng)電增速箱外主軸用鋼制造工藝，主要用于大規(guī)格(≥Φ450mm)42CrMo4調(diào)質(zhì)鋼的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
：風(fēng)電主軸是連接齒輪箱和風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)輪的空心軸，需要具有良好的綜合性能，因此風(fēng)電主軸用鋼應(yīng)具有高強(qiáng)度和良好的沖擊韌性；隨著風(fēng)電行業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)風(fēng)電增速箱外主軸用鋼提出了更高的要求，尤其是機(jī)械性能中的強(qiáng)度要求。目前，風(fēng)電增速箱外主軸用42CrMo4調(diào)質(zhì)鋼規(guī)格不小于Φ450mm，強(qiáng)度、韌性要求高，力學(xué)性能指標(biāo)較嚴(yán)，要求距表面1/3半徑位置機(jī)械性能：抗拉強(qiáng)度(Rm)為760MPa～910MPa,屈服強(qiáng)度(Re)不小于535MPa，斷面收縮率(A)不小于15％，沖擊吸收功(AkV)不小于38J,現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)工藝難以滿足大規(guī)格42CrMo4調(diào)質(zhì)鋼的技術(shù)要求，并且未見(jiàn)國(guó)內(nèi)、外文獻(xiàn)有相關(guān)研究的報(bào)道。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明公開(kāi)一種風(fēng)電增速箱外主軸用大規(guī)格42CrMo4調(diào)質(zhì)鋼制造工藝，通過(guò)優(yōu)化內(nèi)控成分保證鋼材力學(xué)性能穩(wěn)定；通過(guò)調(diào)質(zhì)前的預(yù)處理，對(duì)鋼材進(jìn)行正火來(lái)均勻組織，細(xì)化晶粒，調(diào)質(zhì)后獲得良好的沖擊韌性；通過(guò)對(duì)回火出爐鋼材風(fēng)冷來(lái)避免回火脆性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：1.工藝路線：電爐+LF+VD→模鑄→鍛造(3500t快鍛機(jī))→正火處理→調(diào)質(zhì)。2.具體工藝制度：⑴煉鋼工藝①化學(xué)成分42CrMo4鋼化學(xué)成分內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1；表1②采用電爐+LF+VD煉鋼，保證鋼錠內(nèi)部純凈度及成分均勻。⑵鍛造工藝1200℃～1220℃保溫5h～8h方可出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1180℃～1200℃保溫3h～5h，出爐拔長(zhǎng)，終鍛溫度850℃～900℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝以不大于100℃/h速度升溫至880℃±10℃，保溫10h～12h，之后出爐空冷至400℃以下。⑷調(diào)質(zhì)工藝以不大于80℃/h速度升溫至860℃±10℃，保溫8h～12h，鋼材出爐淬火，鋼材出爐到淬水時(shí)間間隔不大于4min；淬水過(guò)程要多步進(jìn)行，規(guī)定如下：第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后1h～2h內(nèi)裝電爐回火，爐溫300℃±50℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至625℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風(fēng)冷，風(fēng)冷至料溫150℃以下。3.理化性能⑴非金屬夾雜物按ISO4967A法檢驗(yàn)，合格級(jí)別應(yīng)符合表2規(guī)定；表2⑵晶粒度按ISO643進(jìn)行奧氏體晶粒度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果為不小于5級(jí)。⑶力學(xué)性能應(yīng)符合表3規(guī)定。表3規(guī)格Re(MPa)Rm(MPa)A(％)AkV(J)HBW390～500≥535760～910≥15≥38225～270本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于：⑴熔煉成分添加釩、鈮及鎳等強(qiáng)化元素，提高鋼材的強(qiáng)度；⑵調(diào)質(zhì)前對(duì)大規(guī)格鋼材進(jìn)行正火，均勻組織，細(xì)化晶粒，以便獲得好的沖擊韌性；⑶鋼材回火出爐后全部吊下風(fēng)冷，冷卻至150℃以下，避免回火脆性。本發(fā)明的有益處在于：通過(guò)控制化學(xué)成分和調(diào)質(zhì)前預(yù)處理技術(shù)保證力學(xué)性能穩(wěn)定合格；調(diào)質(zhì)前對(duì)大規(guī)格鋼材實(shí)施正火，均勻組織，細(xì)化了晶粒，對(duì)調(diào)質(zhì)后鋼材的沖擊韌性有一定的改善；鋼材回火出爐后風(fēng)冷，避免鋼材回火脆性，解決了大圓調(diào)質(zhì)鋼的沖擊韌性問(wèn)題。附圖說(shuō)明圖1為鋼材正火工藝曲線；圖2為鋼材淬火工藝曲線；圖3為鋼材回火工藝曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3采用同一工藝流程：電爐+LF+VD→模鑄→鍛造(3500t快鍛機(jī))→正火處理→調(diào)質(zhì)；實(shí)施例1爐號(hào)：16203011728，圓鋼成品規(guī)格Φ500mm1.生產(chǎn)工藝⑴煉鋼工藝①成品化學(xué)成分見(jiàn)表4。表4⑵鍛造工藝1210℃保溫7h出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1180℃保溫4h，出爐拔長(zhǎng)，終鍛溫度870℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝如圖1所示，以不大于100℃/h速度升溫至880℃保溫11h，之后鋼材出爐空冷至400℃以下。⑷調(diào)質(zhì)工藝如圖2所示，以不大于80℃/h速度升溫至865℃，保溫10h，鋼材出淬火爐到淬水時(shí)間間隔4min；淬水水空交替進(jìn)行，第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后1.5h內(nèi)裝電爐回火，如圖3所示，爐溫300℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至618℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風(fēng)冷，風(fēng)冷至料溫150℃以下。2.生產(chǎn)檢驗(yàn)結(jié)果⑴非金屬夾雜物檢驗(yàn)見(jiàn)表5。表5⑵晶粒度按ISO643進(jìn)行奧氏體晶粒度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果7級(jí)～6級(jí)。⑶力學(xué)性能檢驗(yàn)見(jiàn)表6。表6規(guī)格Re(MPa)Rm(MPa)A(％)AkV(J)HBWφ500679/670858/85719/1968/78.3/56258/256實(shí)施例2爐號(hào)：16203021229，圓鋼成品規(guī)格Φ500mm。1.生產(chǎn)工藝⑴煉鋼工藝成品化學(xué)成分見(jiàn)表7。表7⑵鍛造工藝1220℃保溫5h出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1190℃保溫4h，出爐拔長(zhǎng)，終鍛溫度860℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝如圖1所示，以不大于100℃/h速度升溫至885℃保溫11h，之后鋼材出爐空冷至400℃以下。⑷調(diào)質(zhì)工藝如圖2所示，以不大于80℃/h速度升溫至858℃，保溫8h，鋼材出淬火爐到淬水時(shí)間間隔4min；淬水水空交替進(jìn)行，第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后2h裝電爐回火，如圖3所示，爐溫320℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至625℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風(fēng)冷，風(fēng)冷至料溫150℃以下。2.生產(chǎn)檢驗(yàn)結(jié)果⑴非金屬夾雜物檢驗(yàn)見(jiàn)表8。表8⑵晶粒度按ISO643進(jìn)行奧氏體晶粒度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果7級(jí)～6級(jí)。⑶力學(xué)性能檢驗(yàn)見(jiàn)表9。表9規(guī)格Re(MPa)Rm(MPa)A(％)AkV(J)HBWφ500667/663853/85616/16.559.2/60.7/60257/259實(shí)施例3爐號(hào)：16203011366，圓鋼成品規(guī)格Φ500mm。1.生產(chǎn)工藝⑴煉鋼工藝成品成分見(jiàn)表10。表10⑵鍛造工藝1200℃保溫8h出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1180℃保溫5h，出爐拔長(zhǎng)，終鍛溫度880℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝如圖1所示，以不大于100℃/h速度升溫至878℃保溫10h，之后鋼材出爐空冷至400℃以下。⑷調(diào)質(zhì)工藝如圖2所示，以不大于80℃/h速度升溫至852℃，保溫12h，鋼材出淬火爐到淬水時(shí)間間隔4min；淬水水空交替進(jìn)行，第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后1.5h內(nèi)裝電爐回火，如圖3所示，爐溫280℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至628℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風(fēng)冷，風(fēng)冷至料溫150℃以下。2.生產(chǎn)檢驗(yàn)結(jié)果⑴非金屬夾雜物檢驗(yàn)見(jiàn)表11。表11⑵晶粒度按ISO643進(jìn)行奧氏體晶粒度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果8級(jí)。⑶力學(xué)性能檢驗(yàn)見(jiàn)表12。表12當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3