本發(fā)明屬于金屬材料制造領域，涉及風電增速箱外主軸用鋼制造工藝，主要用于大規(guī)格(≥Φ450mm)42CrMo4調質鋼的生產。
背景技術：
：風電主軸是連接齒輪箱和風機葉片轉輪的空心軸，需要具有良好的綜合性能，因此風電主軸用鋼應具有高強度和良好的沖擊韌性；隨著風電行業(yè)迅速發(fā)展，對風電增速箱外主軸用鋼提出了更高的要求，尤其是機械性能中的強度要求。目前，風電增速箱外主軸用42CrMo4調質鋼規(guī)格不小于Φ450mm，強度、韌性要求高，力學性能指標較嚴，要求距表面1/3半徑位置機械性能：抗拉強度(Rm)為760MPa～910MPa,屈服強度(Re)不小于535MPa，斷面收縮率(A)不小于15％，沖擊吸收功(AkV)不小于38J,現有生產技術工藝難以滿足大規(guī)格42CrMo4調質鋼的技術要求，并且未見國內、外文獻有相關研究的報道。技術實現要素：本發(fā)明公開一種風電增速箱外主軸用大規(guī)格42CrMo4調質鋼制造工藝，通過優(yōu)化內控成分保證鋼材力學性能穩(wěn)定；通過調質前的預處理，對鋼材進行正火來均勻組織，細化晶粒，調質后獲得良好的沖擊韌性；通過對回火出爐鋼材風冷來避免回火脆性。為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：1.工藝路線：電爐+LF+VD→模鑄→鍛造(3500t快鍛機)→正火處理→調質。2.具體工藝制度：⑴煉鋼工藝①化學成分42CrMo4鋼化學成分內控標準見表1；表1②采用電爐+LF+VD煉鋼，保證鋼錠內部純凈度及成分均勻。⑵鍛造工藝1200℃～1220℃保溫5h～8h方可出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1180℃～1200℃保溫3h～5h，出爐拔長，終鍛溫度850℃～900℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝以不大于100℃/h速度升溫至880℃±10℃，保溫10h～12h，之后出爐空冷至400℃以下。⑷調質工藝以不大于80℃/h速度升溫至860℃±10℃，保溫8h～12h，鋼材出爐淬火，鋼材出爐到淬水時間間隔不大于4min；淬水過程要多步進行，規(guī)定如下：第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后1h～2h內裝電爐回火，爐溫300℃±50℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至625℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風冷，風冷至料溫150℃以下。3.理化性能⑴非金屬夾雜物按ISO4967A法檢驗，合格級別應符合表2規(guī)定；表2⑵晶粒度按ISO643進行奧氏體晶粒度檢驗，檢驗結果為不小于5級。⑶力學性能應符合表3規(guī)定。表3規(guī)格Re(MPa)Rm(MPa)A(％)AkV(J)HBW390～500≥535760～910≥15≥38225～270本發(fā)明的創(chuàng)新點在于：⑴熔煉成分添加釩、鈮及鎳等強化元素，提高鋼材的強度；⑵調質前對大規(guī)格鋼材進行正火，均勻組織，細化晶粒，以便獲得好的沖擊韌性；⑶鋼材回火出爐后全部吊下風冷，冷卻至150℃以下，避免回火脆性。本發(fā)明的有益處在于：通過控制化學成分和調質前預處理技術保證力學性能穩(wěn)定合格；調質前對大規(guī)格鋼材實施正火，均勻組織，細化了晶粒，對調質后鋼材的沖擊韌性有一定的改善；鋼材回火出爐后風冷，避免鋼材回火脆性，解決了大圓調質鋼的沖擊韌性問題。附圖說明圖1為鋼材正火工藝曲線；圖2為鋼材淬火工藝曲線；圖3為鋼材回火工藝曲線。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發(fā)明做詳細說明。實施例1、實施例2、實施例3采用同一工藝流程：電爐+LF+VD→模鑄→鍛造(3500t快鍛機)→正火處理→調質；實施例1爐號：16203011728，圓鋼成品規(guī)格Φ500mm1.生產工藝⑴煉鋼工藝①成品化學成分見表4。表4⑵鍛造工藝1210℃保溫7h出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1180℃保溫4h，出爐拔長，終鍛溫度870℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝如圖1所示，以不大于100℃/h速度升溫至880℃保溫11h，之后鋼材出爐空冷至400℃以下。⑷調質工藝如圖2所示，以不大于80℃/h速度升溫至865℃，保溫10h，鋼材出淬火爐到淬水時間間隔4min；淬水水空交替進行，第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后1.5h內裝電爐回火，如圖3所示，爐溫300℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至618℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風冷，風冷至料溫150℃以下。2.生產檢驗結果⑴非金屬夾雜物檢驗見表5。表5⑵晶粒度按ISO643進行奧氏體晶粒度檢驗，檢驗結果7級～6級。⑶力學性能檢驗見表6。表6規(guī)格Re(MPa)Rm(MPa)A(％)AkV(J)HBWφ500679/670858/85719/1968/78.3/56258/256實施例2爐號：16203021229，圓鋼成品規(guī)格Φ500mm。1.生產工藝⑴煉鋼工藝成品化學成分見表7。表7⑵鍛造工藝1220℃保溫5h出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1190℃保溫4h，出爐拔長，終鍛溫度860℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝如圖1所示，以不大于100℃/h速度升溫至885℃保溫11h，之后鋼材出爐空冷至400℃以下。⑷調質工藝如圖2所示，以不大于80℃/h速度升溫至858℃，保溫8h，鋼材出淬火爐到淬水時間間隔4min；淬水水空交替進行，第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后2h裝電爐回火，如圖3所示，爐溫320℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至625℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風冷，風冷至料溫150℃以下。2.生產檢驗結果⑴非金屬夾雜物檢驗見表8。表8⑵晶粒度按ISO643進行奧氏體晶粒度檢驗，檢驗結果7級～6級。⑶力學性能檢驗見表9。表9規(guī)格Re(MPa)Rm(MPa)A(％)AkV(J)HBWφ500667/663853/85616/16.559.2/60.7/60257/259實施例3爐號：16203011366，圓鋼成品規(guī)格Φ500mm。1.生產工藝⑴煉鋼工藝成品成分見表10。表10⑵鍛造工藝1200℃保溫8h出爐壓鉗把、鐓粗，鐓完回爐再燒，1180℃保溫5h，出爐拔長，終鍛溫度880℃，成品材鍛后去氫退火。⑶正火工藝如圖1所示，以不大于100℃/h速度升溫至878℃保溫10h，之后鋼材出爐空冷至400℃以下。⑷調質工藝如圖2所示，以不大于80℃/h速度升溫至852℃，保溫12h，鋼材出淬火爐到淬水時間間隔4min；淬水水空交替進行，第一步：浸水3min；第二步：空冷40s；第三步：浸水2min；第四步：空冷50s；第五步：浸水55min；淬火后1.5h內裝電爐回火，如圖3所示，爐溫280℃待料，然后以不大于60℃/h速度升溫至628℃保溫35h；鋼材回火出爐后吊出單擺風冷，風冷至料溫150℃以下。2.生產檢驗結果⑴非金屬夾雜物檢驗見表11。表11⑵晶粒度按ISO643進行奧氏體晶粒度檢驗，檢驗結果8級。⑶力學性能檢驗見表12。表12當前第1頁1 2 3