[发明专利]一种高强度飞轮储能转子的制造方法

说明书

本发明提供了一种高强度飞轮储能转子的制造方法，包括以下步骤：成分设计及模拟实验，工件处理，三向镦粗拔长处理，锻后正回火处理，调质处理；有益效果：本发明提出的高强度飞轮储能转子的制造方法以高淬透性为目标的成分设计，结合热模拟数据，初步判定锻件芯部组织及力学性能；并采用三向镦粗拔长工艺，保证芯部压实锻透，径向性能最优；结合模拟数据选择合适的淬火介质，保证芯部快速连续冷却，从而得到预期的组织以实现力学性能。

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，具体为一种高强度飞轮储能转子的制造方法。

背景技术

飞轮储能系统是绿色能源发展的一个重要分支，对于实现碳中和目标有着十分重要的意义。

飞轮储能转子是飞轮储能系统最重要的一个组成部件，其质量的优劣决定着整个系统的安全性、经济型和储能效率。飞轮转子要求其中心部位的力学性能要达到设计指标，一般要求屈服强度大于1000MPa，疲劳寿命达到百万次的级别。

现有技术中，从合金钢的角度看，大截面的锻件产品芯部的性能是最差的，飞轮储能转子屈服性能低于1100MPa、抗拉性能低于1250MPa、延伸率小于8％、断面收缩率低于30％以及抗冲击力低于15AKV/J。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度飞轮储能转子的制造方法，以解决上述背景技术中提出的大截面的转子产品芯部的性能的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度飞轮储能转子的制造方法，包括以下步骤：

成分设计及模拟实验，主要成分为:C、Mn、Cr、Ni、Mo、V，元素配比以提高淬透性为目标，结合热模拟数据，初步判定锻件芯部组织及力学性能；

工件处理，EF+LF+VD+IC+ESR，即在常规熔炼基础上增加电渣重熔工序，把平炉转炉电炉等冶炼的钢铸造或锻制成电极，熔化电极浸在水冷铸模的渣池中；

三向镦粗拔长处理，锻造温度1230-1250℃，X、Y、Z三个方向镦粗拔长，镦粗比大于2，成型阶段低温锻造，温度1150-1180℃，晶粒度优于6级；

锻后正回火处理：正火温度880-900℃，回火650-680℃；

调质处理，据模拟数据及小样实验工艺结果制定调质工艺，淬火温度880-890℃，采用清水为淬火介质，芯部连续冷却到150℃以下，550-600℃两次回火。

优选的，成分设计及模拟实验中，高淬透性为目标的成分设计，结合热模拟数据，初步判定锻件芯部组织及力学性能。

优选的，工件处理中，电流(通常为AC)通过电极和即将成型的钢锭之间的熔渣并加热熔渣，从而金属滴在电极上熔化，熔化的金属滴穿过熔渣到达水冷铸模的底部，在这儿进行凝固，当钢锭形成后，渣池向上移动，新的精炼材料钢锭在铸模底部慢慢形成，它均匀定向地凝固，避免了中心凝固不佳。

优选的，三向镦粗拔长处理中，三向镦粗拔长工艺，保证芯部压实锻透，径向性能最优。

优选的，调质处理中，结合模拟数据选择合适的淬火介质，保证芯部快速连续冷却，从而得到预期的组织以实现力学性能。

一种高强度飞轮储能转子，采用所述的高强度飞轮储能转子的制造方法制得。

一种飞轮，包括所述的高强度飞轮储能转子

一种驱动器，包括所述的飞轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：