專利名稱：風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)機(jī)主軸是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心構(gòu)件。其生存環(huán)境溫度為-40°C -50°C。材質(zhì)為 42CrMoA0其技術(shù)要求如下表所示
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Rm抗拉強(qiáng)度Re屈服強(qiáng)度A5延伸率Z收縮率Akv沖擊功晶粒度700-850彡490^12彡50彡13 (小端切向) >25 (大端切向、小端縱向)彡6級(jí)但采用現(xiàn)有的常規(guī)熱處理工藝參見圖I和圖2，由淬火和回火工藝組成，但現(xiàn)有的常規(guī)熱處理工藝達(dá)不到規(guī)定的技術(shù)要求，下表為現(xiàn)有常規(guī)熱處理工藝加工出風(fēng)機(jī)主軸的機(jī)械性能
\Rm抗拉強(qiáng)度Re屈服強(qiáng)度A5延伸率Z收縮率Akv沖擊功晶粒度大端切向73554019.563.028、 32、 306級(jí)小端切向74054516.556.08、 12、 10小端縱向73255021.064.018、 12、 20

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，可提高所加工的風(fēng)機(jī)主軸的機(jī)械性能,適于2MW風(fēng)機(jī)主軸的加工。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，所述風(fēng)機(jī)主軸鋼材料為42CrMoA，包括如下步驟將風(fēng)機(jī)主軸鋼材料加熱到臨界溫度以上，保溫以使其奧氏體化；將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到250_350°C ；油冷150-250 分鐘。進(jìn)一步，水冷前還包括空氣預(yù)冷的步驟，空氣預(yù)冷結(jié)束后風(fēng)機(jī)主軸鋼材料的溫度高于臨界溫度。進(jìn)一步，空氣預(yù)冷時(shí)間為O. 5-3分鐘。進(jìn)一步，空氣預(yù)冷時(shí)間為I分鐘。進(jìn)一步，將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到300°C。
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進(jìn)一步，水冷時(shí)采用水與空氣間隔冷卻。進(jìn)一步，水與空氣間隔冷卻中，水冷時(shí)間為10-14分鐘。進(jìn)一步，水與空氣間隔冷卻中，水冷時(shí)間為12分鐘。進(jìn)一步，所述水與空氣間隔冷卻步驟如下水冷4分鐘，空冷2分鐘，水冷4分鐘， 空冷2分鐘，水冷4分鐘，空冷2分鐘。本發(fā)明的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法對(duì)常規(guī)熱處理工藝中的淬火處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，由于主軸尺寸較大，特別是小端取樣時(shí)，距離表面尺寸的1/3R的縱向處。從理論上面分析由于零件截面尺寸較大，其淬硬層深淺。因此，直接影響其低溫沖擊性能指標(biāo)。為了提高其低溫沖擊，必須增加淬火冷卻速度，保證1/3R獲得一定的淬硬層深度。通過計(jì)算以及結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)得出，該鋼種為可水淬鋼種，但水冷時(shí)間要嚴(yán)格控制。特別是在淬火的操作工程中我們要嚴(yán)格加以控制，否則容易出現(xiàn)淬裂的風(fēng)險(xiǎn)。比如零件出爐淬火時(shí)先進(jìn)行預(yù)冷一個(gè)階段(空冷約一分鐘)，該材料的AC3點(diǎn)在780°C左右，只要預(yù)冷溫度高于780V，就可以保證該鋼種處于奧氏體化狀態(tài)，以減小零件淬火冷卻過程的熱應(yīng)力。其次，在水冷卻階段過程中，采用水-空氣-水的間隙冷卻，也能減小淬火冷卻中的熱應(yīng)力。當(dāng)零件在水中的冷卻溫度在該材料的Ms點(diǎn)附近時(shí)，就可以轉(zhuǎn)到油中進(jìn)行冷卻，保證產(chǎn)品在獲得下貝氏體以及馬氏體的情況下，具有一定淬硬層深度，不出現(xiàn)開裂的傾向。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書和權(quán)利要求書來實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖I :常規(guī)熱處理工藝中淬火處理方法的工藝流程示意圖；圖2 :常規(guī)熱處理工藝中回火處理方法的工藝流程示意圖；圖3 :實(shí)施例2的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。參見圖3，本發(fā)明的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，所述風(fēng)機(jī)主軸鋼材料為42CrMoA， 包括如下步驟I)將風(fēng)機(jī)主軸鋼材料加熱到臨界溫度以上，保溫以使其奧氏體化；2)空氣預(yù)冷，空氣預(yù)冷結(jié)束后風(fēng)機(jī)主軸鋼材料的溫度高于AC3臨界溫度，42CrMoA 的AC3臨界溫度為780°C，通?？諝忸A(yù)冷時(shí)間為O. 5-3分鐘，優(yōu)選為I分鐘。3)水冷到馬氏體相變開始點(diǎn)附近，42CrMoA的MS馬氏體相變開始點(diǎn)為360°C左右， 因此，將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到250-350°C，優(yōu)選將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到300°C，減小淬火冷卻中的熱應(yīng)力，水冷時(shí)采用水與空氣間隔冷卻，水冷時(shí)間為10分鐘，優(yōu)選的，水冷過程為水冷4分鐘，空冷2分鐘，水冷3分鐘，空冷2分鐘，水冷3分鐘，空冷2分鐘。4)油冷 150-250 分鐘。
油冷步驟結(jié)束后立即進(jìn)行回火。實(shí)施例I本實(shí)施例的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，所述風(fēng)機(jī)主軸鋼材料為42CrMoA，包括如下步驟I)將風(fēng)機(jī)主軸鋼材料加熱到臨界溫度以上，保溫以使其奧氏體化；2)空氣預(yù)冷，空氣預(yù)冷結(jié)束后風(fēng)機(jī)主軸鋼材料的溫度高于AC3臨界溫度，42CrMoA 的AC3臨界溫度為780°C，空氣預(yù)冷時(shí)間為O. 5分鐘。3)將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到250°C，水冷時(shí)間為10分鐘，水冷過程為水冷4分鐘，空冷2分鐘，水冷3分鐘，空冷2分鐘，水冷3分鐘，空冷2分鐘。4)油冷250分鐘。本實(shí)施例的方法加工出的風(fēng)機(jī)主軸的機(jī)械性能如下表所示
權(quán)利要求
1.風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，所述風(fēng)機(jī)主軸鋼材料為42CrMoA，其特征在于包括如下步驟將風(fēng)機(jī)主軸鋼材料加熱到臨界溫度以上，保溫以使其奧氏體化；將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到250-350°C ；油冷150-250分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于水冷前還包括空氣預(yù)冷的步驟，空氣預(yù)冷結(jié)束后風(fēng)機(jī)主軸鋼材料的溫度高于臨界溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于空氣預(yù)冷時(shí)間為O.5-3分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于空氣預(yù)冷時(shí)間為I 分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到300°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于水冷時(shí)采用水與空氣間隔冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于水與空氣間隔冷卻中，水冷時(shí)間為10-14分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于水與空氣間隔冷卻中，水冷時(shí)間為12分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，其特征在于所述水與空氣間隔冷卻步驟如下水冷4分鐘，空冷2分鐘，水冷4分鐘，空冷2分鐘，水冷4分鐘，空冷2分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及金屬熱處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及風(fēng)機(jī)主軸的淬火處理方法，可提高所加工的風(fēng)機(jī)主軸的機(jī)械性能，適于2MW風(fēng)機(jī)主軸的加工，包括如下步驟將風(fēng)機(jī)主軸鋼材料加熱到臨界溫度以上，保溫以使其奧氏體化；將風(fēng)機(jī)主軸表面溫度水冷到250-350℃；油冷150-250分鐘。進(jìn)一步，水冷前還包括空氣預(yù)冷的步驟，空氣預(yù)冷結(jié)束后風(fēng)機(jī)主軸鋼材料的溫度高于臨界溫度。本發(fā)明的方法可降低零件淬火冷卻過程的熱應(yīng)力，保證產(chǎn)品在獲得下貝氏體以及馬氏體的情況下，具有一定淬硬層深度，不出現(xiàn)開裂的傾向。
文檔編號(hào)C21D9/28GK102586571SQ201210049938
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者杜巧林 申請(qǐng)人:重慶宗學(xué)重工機(jī)械股份有限公司