專利名稱：：風電設備用回轉支承環環鍛件及其制造方法
技術領域：
：本發明涉及到用于風電設備中的MW級風電機組變槳、偏航塔上的回轉支承環，尤其涉及到該回轉支承環環鍛件及其制備方法。技術背景風力發電作為清潔和可再生能源是一項正在興起的新型產業，用于風電設備的MW級風電機組變槳、偏航塔上的回轉支承環是風電設備的承重與傳動件，需要在較強的風能、+40〔一40^環境溫度下，承載動力運載負荷工作等特定使用要求；要求在比較惡劣的天氣條件下，20年內不能出現質量問題。當前所使用的回轉支承環一般均采用歐標BSEN10083-1:2006中的42CrMo4V材質制成的坯鋼作為開始加工的原料，經下料、鍛造制坯輾環、熱處理、精車加工等步序后制成符合要求的環鍛件，然后再經進一步機械加工成為滿足要求的回轉支承環。傳統回轉支承環環鍛件的缺點是由于材料成份、及理化指標允許的范圍較大，鍛造及熱處理工藝簡單粗獷，造成產品質量不穩定，尚難滿足較強的風能、+40°C^^—4(TC環境溫度下，承載動力運載負荷工作等特定使用要求。
發明內容本發明所要解決的技術問題是將提供一種質量穩定可靠、能夠滿足惡劣環境使用要求的風電設備用回轉支承環環鍛件及其制造方法。所述的風電設備用回轉支承環環鍛件，其特點是包含的各化學元素的重量組成如下C:0.410.45%，Si:0.170.37%，Mn:0.600.80%，P:《0.025%,S:《0.025%,Cr:1.01.20%，Ni:《0.30%,Mo:0.150.25%，Cu:《0.25%,Al:0.010.04%，余量為Fe;并且氫、氧元素的含量滿足如下要求[O]:《20叩m，[H]:《2.0叩m。上述回轉支承環環鍛件可采用電轉爐、以及爐外精煉、以及真空脫氣的冶煉方法來得到連鑄坯鋼。本發明所述的風電設備用回轉支承環環鍛件的制造方法，包括如下工藝步序取由所述組份制成的坯鋼為原料，經下料、鍛造制坯輾環、熱處理、精車加工后得到所述的回轉支承環環鍛件，其特點是對鍛造制坯輾環后得到的工件進行粗車加工，粗車加工后工件的尺寸按環圈大小放余量為412毫米，然后再進行熱處理；熱處理過程包括熱處理正火和熱處理調質，熱處理正火工序為將工件放入爐中進行加熱，加熱速度不大于每小時15(TC，溫度升至850°C87(TC時，進行保溫均熱，最后將經保溫均熱后的工件移出爐外空冷至常溫；熱處理調質工序為將工件放入爐中進行加熱，加熱速度不大于每小時15(TC，溫度升至84trC86(TC時，進行保溫均熱，將經保溫均熱后的工件移出爐外進行淬火，淬火后的工件返溫至100°C130°C，然后再將工件放入爐中進行加熱，加熱速度不大于每小時150°C，溫度升至56(TC61(TC時進行保溫，保溫時間按工件壁厚2分鐘/毫米計算保溫時間，保溫結束后將工件移出爐外空冷至常溫。在選擇原料坯鋼時，坯鋼中的非金屬夾雜物滿足下表要求<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在鍛造制坯輾環工序中的始鍛溫度不大于U50'C，終鍛溫度不低于850°C，鍛造加熱保溫溫度最佳為123(TC至1270°C，鍛造比》6。本發明的有益效果為對材料中的化學成份進行嚴格限定，并且調整生產工藝，由此生產出的產品具有較高機械強度、硬度、耐磨性、韌性和低溫性能，產品的理化性能檢測均好于歐標和顧客質量指標。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的描述。所述的風電設備用回轉支承環環鍛件，其包含的各化學元素的重量組成如下C:0.410.45%，Si:0.170.37%，Mn:0.600.80%，P:《0.025%，S:《0.025%，Cr:1.01.20%，Ni:《0.30%，Mo:0.150.25%，Cu:《0.25%,Al:0.010.04%，余量為Fe;并且氫、氧元素的含量滿足如下要求[O]:《20ppm，[H]:《2.0ppm。上述回轉支承環環鍛件可采用電轉爐、以及爐外精煉、以及真空脫氣的冶煉方法來得到連鑄坯鋼。本發明所述的風電設備用回轉支承環環鍛件的制造方法，包括如下工藝步序一、取由所述各組份制成的坯鋼——如4>390、》450、<J>500、或小600的連鑄圓坯鋼錠為原料，并且坯鋼中的非金屬夾雜物滿足下表要求<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>然后根據生產要求進行下料；二、鍛造制坯輾環，在此過程中，控制始鍛溫度為ii5o°c，終鍛溫度為S50。C，鍛造加熱保溫溫度為123tTC至127(TC，鍛造比^6;輾環后的環鍛件表面缺陷深度《3mm;內(外)徑圓度《3mm;端面平面度《3mm;三、對鍛造制坯輾環后得到的工件進行粗車加工，粗車加工后工件的尺寸按環圈大小放余量為412毫米，并去除環鍛件表面氧化物，保持平整度；四、熱處理過程包括熱處理正火和熱處理調質。熱處理正火工序為將工件放入爐中進行加熱，并且每個工件按周長8001200mm間須墊》50mm等高墊塊，隔3個工件中間墊^60mm墊塊，以便于爐氣流動；加熱速度不大于每小時150。C，溫度升至860士10。C時，進行保溫均熱，保溫均熱時間根據環鍛件的直徑、厚度等尺寸確定，一般不低于1.5小時，環鍛件越大時間越長，最后將經保溫均熱后的工件移出爐外空冷至常溫；熱處理調質工序為將工件放入爐中進行加熱，每個工件按周長800-1200mm間須墊250mm等高墊塊，隔3個工件中間墊^60mm墊塊，以便于爐氣流動；加熱速度不大于每小時15CTC，溫度升至840。C86(TC時，進行保溫均熱，保溫均熱時間根據環鍛件的直徑、厚度等尺寸確定，一般不低于1.5小時，環鍛件越大時間越長，將經保溫均熱后的工件移出爐外進行淬火，淬火后的工件返溫至100°C130°C，然后再將工件放入爐中進行加熱，加熱速度不大于每小時150°C，溫度升至56(TC61(TC時進行保溫，保溫時間按工件壁厚2分鐘/毫米計算保溫時間，環鍛件越大時間越長，保溫結束后將環鍛件移出爐外空冷至常溫。在熱處理過程中環鍛件起吊時應注意平穩，防止工件變形；五、精車加工，按產品加工圖紙進行精車加工，作產品加工過程的標識移植、檢査尺寸和表面質量。六、精車加工后的環鍛件進行超聲波探傷，按DINEN10228-3:1998探傷檢測標準，進行100%全探；按機加工圖檢査尺寸和表面質量，檢查原材料牌號、爐批號和零件號；按GB/T231.1-2002進行硬度HB測試；按GB/T228-2002進行環鍛件Q+T狀態后的機械性能檢測；按GB/T6394-2002進行晶粒度檢測，環鍛件的本體晶粒度應在6級以上；按GB/T10561-2005進行非金屬夾雜檢測，環鍛件的顯微組織符合GB/T13320-91要求。最后經產品標志后就可包裝交付。權利要求1、風電設備用回轉支承環環鍛件，其特征在于包含的各化學元素的重量組成如下C0.41～0.45％，Si0.17～0.37％，Mn0.60～0.80％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr1.0～1.20％，Ni≤0.30％，Mo0.15～0.25％，Cu≤0.25％，Al0.01～0.04％，余量為Fe；并且氫、氧元素的含量滿足如下要求[O]≤20ppm，[H]≤2.0ppm。2、根據權利要求l所述的風電設備用回轉支承環環鍛件的制造方法，包括如下工藝步序取由所述組份制成的坯鋼為原料，經下料、鍛造制坯輾環、熱處理、精車加工后得到所述的回轉支承環環鍛件，其特征在于a)對鍛造制坯輾環后得到的工件進行粗車加工，粗車加工后工件的尺寸按環圈大小放余量為412毫米，然后再進行熱處理，熱處理過程包括熱處理正火和熱處理調質；b)熱處理正火工序為將工件放入爐中進行加熱，加熱速度不大于每小時i5o°c，溫度升至86crc士icrc時，進行保溫均熱，最后將經保溫均熱后的工件移出爐外空冷至常溫；C)熱處理調質工序為將工件放入爐中進行加熱，加熱速度不大于每小時150°C，溫度升至840。C86(TC時，進行保溫均熱，將經保溫均熱后的工件移出爐外進行淬火，淬火后的工件返溫至100°C130°C，然后再將工件放入爐中進行加熱，加熱速度不大于每小時150°C，溫度升至56(TC61(TC時進行保溫，保溫時間按工件壁厚2分鐘/毫米計算保溫時間，保溫結束后將工件移出爐外空冷至常溫。3、根據權利要求2所述的風電設備用回轉支承環環鍛件的制造方法，其特征在于所述原料坯鋼中的非金屬夾雜物滿足下表要求:<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>4、根據權利要求2或3所述的風電設備用回轉支承環環鍛件的制造方法，其特征在于所述鍛造制坯輾環工序中的始鍛溫度不大于1150°C，終鍛溫度不低于850。C，鍛造加熱保溫溫度為123(TC至127(rC，鍛造比》6。全文摘要本發明公開了一種質量穩定可靠、能夠滿足惡劣環境使用要求的風電設備用回轉支承環環鍛件，其包含的各化學元素的重量組成如下C0.41～0.45％，Si0.17～0.37％，Mn0.60～0.80％，P≤0.025％，S≤0.025％，Cr1.0～1.20％，Ni≤0.30％，Mo0.15～0.25％，Cu≤0.25％，Al0.01～0.04％，余量為Fe；并且氫、氧元素的含量滿足如下要求[O]≤20ppm，[H]≤2.0ppm。其制造方法為取由所述組份制成的坯鋼為原料，經下料、鍛造制坯輾環、熱處理、精車加工后得到所述的回轉支承環環鍛件，其特點是對鍛造制坯輾環后得到的工件進行粗車加工，然后再進行包括熱處理正火和熱處理調質的熱處理。所得產品能滿足大型風電設備的要求。文檔編號C22C38/44GK101592131SQ20091003162公開日2009年12月2日申請日期2009年6月19日優先權日2009年6月19日發明者吳君三,周云鶴,胡振奇申請人:張家港海陸環形鍛件有限公司