[发明专利]一种大型风力发电机齿轮用棒材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及一种齿轮钢的制备方法，具体地说是一种大型风力发电机齿轮用棒材及其制备方法。

背景技术

风力发电机齿轮工作环境非常复杂，载荷交变频繁，冲击大，环境温度变化较大，特别是在风能资源丰富的高寒地带，因此对齿轮钢的低温（-40℃）冲击韧性提出特殊要求，常规齿轮钢如20CrMnTi不能满足风电齿轮的实际工况要求。

专利申请号为：200810024513.0，专利名称为：“风电用齿轮钢及其制备方法”的中国专利，其成分为C：0.40～0.46%，Si：0.15～0.38%，Cr：0.90～1.20%，Mn：0.60～1.00%，Mo：0.15～0.35%，余量为Fe和不可避免的杂质，并可添加Nb：0.01～0.10%，单位为质量百分比，该发明碳含量均在0.40以上，未对Al含量进行特殊控制，在成分上有改进余地，且棒材内部质量及纯净度不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种大型风力发电机齿轮用棒材的制备方法，可以制备出具有高纯净度和致密度的棒材，适应风电齿轮复杂而恶劣的工作环境。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种大型风力发电机齿轮用棒材，按重量百分比包括以下组分：C：0.37～0.42%，Si：0.15～0.40%，Cr：0.80～1.25%，Mn：0.50～0.90%，Mo：0.15～0.30%，S：≤0.015%，Al：0.02～0.04%，O：≤0.0015%，H：≤0.00020%，P：≤0.012%，余量为Fe和不可避免的杂质。

大型风力发电机齿轮用棒材的制备方法，包括以下工序：EAF冶炼→LF精炼→VD真空处理→大断面连铸机轻压下工艺连铸→铸坯缓冷→铸坯检验→加热→除鳞→大压下轧制→红钢入坑→矫直→酸洗修磨→倒棱→探伤→成品检验→包装→标识→称重→入库，

EAF冶炼：控制电炉终点碳：≥0.10%，和终点磷：≤0.012%，出钢温度≥1630℃，采用偏心炉底无渣出钢，出钢过程钢包内加入合成渣、硅锰合金、复合中铝进行预脱氧，出钢留钢和留渣，严禁出钢下渣；

LF精炼：通过喂铝线和添加铝粒使钢水保证Al：0.010～0.050%，全程吹氩充分搅拌，确保白渣时间≥30分钟，进行充分脱氧、脱硫和去夹杂，并将其它化学成分控制在目标范围内；

VD真空处理：在VD工位保持氩气搅拌，流量约在70～180l/min之间，真空度在0.5乇以下保持至少10分钟，破真空后按照成分目标值进行成分微调，采用喂Al线方式控制钢中Al在0.02%～0.04%，喂入CaFe线进行夹杂物变性处理，保证氩气软吹时间在10分钟以上，取成品样调包上连铸；

大断面连铸机轻压下工艺连铸：总压下量2～6mm，最佳过热度20～30℃；

铸坯缓冷：入坑缓冷，缓冷坑必须干燥，入坑温度≥500℃，保温时间≥36小时；

加热：加热温度1100～1290℃，加热时间≥240分钟；

除鳞：高压水除磷，压力≥13MPa；

大压下轧制：采用双辊可逆式轧机，最大辊径φ950 mm，单道最大压下量达80mm。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的大型风力发电机齿轮用棒材，按重量百分比包括以下组分：C：0.38%，Si：0.31%，Cr：1.05%，Mn：0.78%，Mo：0.23%，S：0.001%，Al：0.035%，O：0.0008%，H：0.00012%，P：0.0082%，余量为Fe和不可避免的杂质。

前述的大型风力发电机齿轮用棒材，按重量百分比包括以下组分：C：0.39%，Si：0.25%，Cr：1.15%，Mn：0.65%，Mo：0.22%，S：0.002%，Al：0.022%，O：0.0009%，H：0.00013%，P：0.010%，余量为Fe和不可避免的杂质。

前述的大型风力发电机齿轮用棒材，按重量百分比包括以下组分：C：0.37%，Si：0.26%，Cr：1.00%，Mn：0.70%，Mo：0.30%，S：0.002%，Al：0.027%，O：0.0014%，H：0.00018%，P：0.006%，余量为Fe和不可避免的杂质。