專利名稱：一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法
技術領域：
本發明屬于風機主軸生產技術領域，具體涉及一種能夠使得風機主軸材料的機械性能中低溫沖擊韌性數值大幅度提高的熱處理方法。
背景技術：
在國家大力推行新能源的背景下，風力發電成為大眾關注的焦點。風機主軸作為風力發電機的一個重要部件也被各大生產商不斷追捧。作為兵裝集團一份子的我公司積極響應政府號召邁進風機主軸加工領域。在生產中我們發現，一些風機主軸產品對材料的性能要求有非常高的要求，而需要這些產品的風電整機制造商往往是一些大的跨國公司。為了開拓風機主軸的市場，我們選擇了對主軸材料要求最高的一個品種進行立項。該產品由于技術要求在1/2半徑處取縱向試樣，做_30°C的V型缺口的沖擊功試驗，在實際測試過程中由于試棒的取樣位置大大深于熱處理的淬硬層導致沖擊功試驗非常難以合格。經過對比實驗，如果按照正常的熱處理工藝進行生產，大多數機械性能試驗中_30°C沖擊功的數值不合格。產品的熱處理合 格率低于30%。造成了巨大的生產成本，無法保證產品的正常生產。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中的不足而提供一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，該方法可以大大提高風機主軸材料在熱處理后的_30°C沖擊功試驗得到數值的合格率。本發明的目的是這樣實現的:一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，選用42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為840°C 860°C條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在840°C 860°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后，再次注水噴浸冷卻10 20min，然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min，按此反復3 6次；冷卻結束后工件出水溫度控制在140-1600C，淬火結束后按590 630°C的溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。在風機主軸的熱處理過程中，通過控制風機主軸的淬火出爐溫度為840°C 860°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，通過水冷和空冷相互交替的過程，并且通過整體噴淋裝置將淬火冷卻方式改為噴淋或噴浸的冷卻方式以大幅增快冷卻速度，這種方式可以將鋼鐵件淬火冷卻初期的氣膜階段(氣膜階段產生的氣膜會影響工件冷卻，使冷卻速度下降)大幅度縮短，甚至將氣膜階段降為零，使風機主軸的溫度迅速下降達到較好淬火效果，使風機主軸的冷卻躲過珠光體及上貝氏體的臨界冷卻曲線，最終使主軸距離表皮較深范圍內的內部組織也獲得較好的淬火組織。之后經過590 630°C之間的回火后出爐冷卻，降到室溫后風機主軸的軸頭端在1/2半徑處取材料試樣送理化部門做機械性能試驗，驗證得到-30°C沖擊功的數值相對常規熱處理工藝可以大幅提高。
具體實施例方式下面結合具體的實施方式對本發明作進一步的描述。實施例1:
一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，選用六根42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為840°C條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在840°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后，再次注水噴浸冷卻10 20min,然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min,按此反復3次；冷卻結束后工件出水溫度控制在140°C，淬火結束后按590°C的溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。實施例2:
一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，選用六根42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為840°C °C條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在860°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后，再次注水噴浸冷卻10 20min,然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min,按此反復4次；冷卻結束后工件出水溫度控制在160°C，淬火結束后按630°C的溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。實施例3:
一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，選用六根42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為860°C條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在860°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后，再次注水噴浸冷卻10 20min,然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min,按此反復6次；冷卻結束后工件出水溫度控制在160°C，淬火結束后按630°C的溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。實施例4:
一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，選用六根42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為860°C條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在840°C V，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后，再次注水噴浸冷卻10 20min,然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min,按此反復5次；冷卻結束后工件出水溫度控制在140-160°C，淬火結束后按590°C的溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。實施例5:
一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，選用六根42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為840°C 860°C條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在8400C 860°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后,再次注水噴浸冷卻10 20min,然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min,按此反復3 6次；冷卻結束后工件出水溫度控制在140_160°C，淬火結束后按590 630°C的溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。
實施例6:
一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，選用六根42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為850°C條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在850°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后，再次注水噴浸冷卻10 20min,然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min,按此反復4次；冷卻結束后工件出水溫度控制在150°C，淬火結束后按600°C的溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。以上的六個實施例中，通過采用六根42CrMoA材質的風機主軸進行實際操作，其中采用水冷和空冷結合的方式進行冷卻選擇的時間，主要是根據工件的形狀、化學成分、工件的有效直徑以及工件的有效厚度決定，工件的形狀、有效厚度和直徑都比較大的時候，需要冷卻的時間相對較長，冷卻的次數和冷卻的時間跟工件本身在淬火過程中吸收的熱量來決定，吸收的熱量多的話，需要的冷卻的次數和時間都是相對較多較長的，反之需要的次數和時間是相對較少較短的。具體的淬火的入爐溫度和出路溫度的控制根據具體技術要求的強度和硬度來決定。對這六根風機主軸進行了常規的熱處理方法和本發明的熱處理的對比實驗，具體的對比數據如表一和表二:
表一
權利要求
1.一種提高風機主軸低溫沖擊功的熱處理方法，其特征在于:選用42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為840 V 860 V條件下裝爐，加熱均溫6 7h，保溫6 8h后出爐，出爐溫度在840°C 860°C，空冷5 8min后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻2 5min，再空冷I 2min后，再次注水噴浸冷卻10 20min，然后空冷2 4min之后采用浸水或噴淋冷卻I 3min，按此反復3 6次；冷卻結束后工件出水溫度控制在140_160°C，淬火結束后按590 630°C的 溫度回火，回火保溫25 30h ;回火出爐后空冷和水冷交替10 20min后空冷至室溫。
全文摘要
本發明屬于風機主軸生產技術領域，具體涉及一種能夠使得風機主軸材料的機械性能中低溫沖擊韌性數值大幅度提高的熱處理方法，選用42CrMoA材質的風機主軸，在淬火溫度為840℃～860℃條件下裝爐，加熱均溫，保溫后出爐，出爐溫度在840℃～860℃，空冷后置于淬火工位中，然后注水噴浸冷卻，再空冷后，再次注水噴浸冷卻，然后空冷之后采用浸水或噴淋冷卻，按此反復3～6次；冷卻結束后工件出水溫度控制在140-160℃，淬火結束后按590～630℃的溫度回火，回火保溫；回火出爐后空冷和水冷交替后空冷至室溫，驗證得到-30℃沖擊功的數值相對常規熱處理工藝可以大幅提高。
文檔編號C21D9/28GK103173604SQ201310127469
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月12日 優先權日2013年4月12日
發明者張歧堯, 張留元, 李洪達, 尚軍帥, 李軍普, 趙東 申請人:中原特鋼股份有限公司