[发明专利]风电用42CrMo花键轴锻件的生产方法

说明书

本发明涉及一种风电用42CrMo花键轴锻件的生产方法，下料：取42CrMo号钢作为原材料钢锭，其化学成分要求如下：C:0.38～0.45％，Si:0.17～0.37％，Mn:0.6～0.9％，P:≤0.02％，S:≤0.015％，Cr:0.9～1.2％，Mo:0.2～0.3％，Cu:≤0.2％，Al:0.02～0.045％，Ti:≤100ppm，Ca:≤15ppm，Sn:≤100ppm，Pb:≤100ppm，Bi:≤100ppm，Sb:≤30ppm，As:≤150ppm，H:≤1.8ppm，O:≤18ppm，余量为Fe；锻造；热处理；UT探伤；机加工。

技术领域

本发明涉及风电用42CrMo花键轴锻件的生产方法。

背景技术

风力发电机组运转环境非常恶劣，受力情况复杂，要求所用的材料除了满足机械强度条件外，还应满足极端温差条件下所具有的材料特性，如抗低温冷脆性、冷热温差影响下的尺寸稳定性等等。对齿轮和轴类零件而言，由于其传递动力的作用而要求极为严格的选材和结构设计。为了获得良好的锻造组织纤维和相应的力学特性，要制定合理的锻造工艺、热处理工艺，才能保证了材料的综合机械性能达到设计要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高42CrMo冲击韧性、低温韧性、抗过热性的风电用42CrMo花键轴锻件的生产方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：风电用42CrMo花键轴锻件的生产方法，其步骤如下：下料→锻造→热处理→UT探伤→机加工；

1)下料：取42CrMo号钢作为原材料钢锭，其化学成分要求如下：C:0.38～0.45％，Si:0.17～0.37％，Mn:0.6～0.9％，P:≤0.02％，S:≤0.015％，Cr:0.9～1.2％，Mo:0.2～0.3％，Cu:≤0.2％，Al:0.02～0.045％，Ti:≤100ppm，Ca:≤15ppm，Sn:≤100ppm，Pb:≤100ppm，Bi:≤100ppm，Sb:≤30ppm，As:≤150ppm，H:≤1.8ppm，O:≤18ppm，余量为Fe；

2)锻造：将钢锭预热后置入锻造炉内，将钢锭加热至1220±10℃，然后保温2～3h，然后对钢锭进行锻打，始锻温度为1220℃，终锻温度为800℃，在锻打过程中，先进行两拔两镦，即拔长→镦粗→拔长→镦粗，每次拔长的锻造比为1.8～1.9，每次镦粗的锻造比为1.7～2，两拔两镦完成后进行冲孔，冲孔完成后再进行芯棒拔长，芯棒拔长的锻造比大于1.5；钢锭经过锻打后形成锻件，锻件在密闭的锻造炉内由终锻温度自然冷却到室温；

3)热处理：先经过机械加工去除锻件的氧化表皮，然后对锻件进行正火+回火处理，即先以≤150℃/h的加热速率将锻件加温到850～880℃，保温5～5.5h，然后空冷至300℃以下，然后以≤150℃/h的加热速率将锻件加温到650～670℃，保温8.5～9h，然后空冷至室温；

4)对经过热处理的锻件进行UT探伤；

5)对UT探伤检验合格的锻件进行机加工，使锻件加工成符合尺寸要求的花键轴锻件。

进一步的，前述的风电用42CrMo花键轴锻件的生产方法，其中，步骤1)中钢锭下料时采用电炉+钢包精炼+真空精炼的冶炼方法。

进一步的，前述的风电用42CrMo花键轴锻件的生产方法，其中，UT探伤按照EN10228-3标准执行，质量等级不低于4级。

本发明中，Mn、Mo是提高淬透性的元素，提高Mn、Mo的含量有利于提高42CrMo的淬透性。分别控制P含量不高于0.02％，S含量不高于0.015％有利于提高材料纯净度，并且使42CrMo在高温回火后得到更好的冲击轫性。在锻打过程中，经过两拔两镦可以使42CrMo的晶粒度更加细小，为后续正火+回火的热处理提高了热学性能。正火+回火工艺能够得到回火索氏体金相组织，从而提高42CrMo的强度、低温韧性、抗过热性及淬硬层深度。