一种风电地锚螺栓的加工方法与流程

技术领域：

本发明涉及一种金属部件的加工方法，具体是指一种用于风力电机中安装使用的螺栓的加工方法。

背景技术：
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随着清洁能源的大量使用，风力发电机的装机容量发展迅速，风力发电机的体积庞大，安装精度要求很高，由于风力发电机的重量(含多片叶片)巨大，故需要大量的高强度的螺栓将风力发电机安装在基础之上，且风力发电机安装在很高的位置，需要尽快将风力发电机安装到位，这就要求螺栓不仅具有高强度还需要具有高精度，以便在尽可能少的时间内将大量的螺栓安装到位。现有技术目前的风电地锚螺栓的生产过程与常规螺栓的生产过程没有实质性区别，一般是先将金属棒材按尺寸切割后在两端按常规机械加工手段制备出螺纹，为增加螺栓的强度，再将带有螺纹的棒材进行热处理得到较高强度的螺栓，最后配上相应的螺母和垫片成为成品风电地锚螺栓。上述现有技术制备的风电地锚螺栓由于热处理时的高温和随后的相应工艺，使带螺纹的螺栓本体会产生一定的变形和对螺纹的损伤，使螺栓的精度下降导致安装风力发电机时，增加安装时间，甚至临时更换不合精度的螺栓，造成浪费，关键还会影响大量螺栓的强度不均一和大幅增加安装风力发电机的时间，高空作业时间的大幅延长不仅会导致成本增加还会带来高空作业出现危险事故的概率。现有技术解决上述精度问题的办法是在降低热处理的温度以减小变形，另一方面增加螺栓本体的直径已弥补热处理导致的强度的降低，概括之是风电地锚螺栓的成本增加而品质还有一定的下降。因此，如何解决风电地锚螺栓的高强度、高精度和低成本的问题具有重要意义。

技术实现要素：
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本发明的发明目的是公开一种具有高强度、高精度和低成本的用于风力电机地锚的螺栓的制备方法。

实现本发明的风电地锚螺栓的制备步骤是：

a.对合金钢棒材进行按技术要求的热处理调质；

b.按尺寸要求在热处理后的合金钢棒材的两端部制备螺纹；

c.对带螺纹的合金钢棒材进行防腐处理；

d.组装按需要的配带的相应的螺母和垫片，得所需的风电地锚螺栓1。

所述的步骤a中热处理过程还有：

a1.首先经过至少三段加热而达到所述合金钢棒材的淬火的最高温度，每一段加热的时间为温控仪器显示出达到所需温度后，再持续保温30～35分钟；或总的保温时间为在合金钢棒材直径的mm数乘以2.6～2.7的数值以上，该数值的单位为分钟；

a2.合金钢棒材在淬火液体内淬火后，回火温度为580～620℃，且保温时间为280～320分钟。

所述的热处理后的合金钢棒材利用滚丝机在棒材的两端按要求的尺寸进行螺纹挤压，得带有螺纹的螺栓。

所述的螺栓的中间部分套设pvc管，螺栓的两端螺纹收尾部分套设热收缩管，或在螺纹部分套上保护网。

本发明的技术解决方案对现有技术的制备工艺步骤作了重大改进，首先是对合金钢棒材进行高温热处理，然后才是常温下的机械加工，避免了现有技术存在的螺栓的精度不高和存在变形的缺陷，其二是特别注意并公开了热处理中的重要的技术环节，以保持棒材的均一性和韧性，这样又进一步避免了机械加工过程中可能导致的变形和减小了棒材内的热应力，提高了螺栓的使用寿命，最后对螺栓还采取了的进一步的保护措施。

附图说明：

图1为本发明制备的风电地锚螺栓的结构剖视图。

图2为图1中的a部分的放大示意图。

图3为图1中的b部分的放大示意图。

具体实施方式：

结合附图给出本发明的具体实施方式，需要说明的对具体实施方式的详细描述是为便于对本发明的技术实质的理解，不应视为是对本发明的权利要求的保护范围的限制。

请参见图1～图3，本发明的具体实施例的技术方案是：a.对合金钢棒材进行按技术要求的热处理调质；b.按尺寸要求在热处理后的合金钢棒材的两端部制备螺纹；c.对带螺纹的合金钢棒材进行防腐处理；d.组装按需要的配带的相应的螺母和垫片，得所需的风电地锚螺栓1。

在上述的制备方法中，步骤a是使合金钢棒材经过热处理调质后，使棒材的屈服比、韧性和塑性得到明显的提高，其合金钢的晶粒得到进一步的细化，还需使整个棒材具有非常好的均一性。

为较好的实现前述合金钢棒材要求的性能，所述的步骤a中热处理过程还有：a1.首先经过至少三段加热而达到所述合金钢棒材的淬火的最高温度，每一段加热的时间为温控仪器显示出达到所需温度后，再持续保温30～35分钟；或总的保温时间为在合金钢棒材直径的mm数乘以2.6～2.7的数值以上，该数值的单位为分钟；a2.合金钢棒材在淬火液体内淬火后，回火温度为580～620℃，且保温时间为280～320分钟。

其余的热处理要求只需依据棒材的材质，按常规的其它技术要求即可，所述的淬火的最高温度依合金钢的材质是公知的，棒材经过上述的步骤a1得到的棒材的晶粒足够小，一方面提高了棒材的韧性，且内部变形差异小，应力集中度小，不易产生微裂纹，对提高强度和可加工性大有益处，步骤a2对提高棒材的均一性至关重要，特别是风电地锚螺栓的直径较大，均一性不好会在制备中产生品质缺陷。

制备得到上述热处理后的合金钢棒材，利用滚丝机在棒材的两端按要求的尺寸进行螺纹挤压；正是上述热处理带来的棒材的独特品质，用滚丝机挤压制备螺纹，不仅精度高且不会产生对棒材内部晶格的破坏，具有独特的技术效果。上述的步骤c和步骤d的技术内容与现有技术没有实质性的差异，不再详细描述。

由于上述步骤制备的风电地锚螺栓本体及两端的螺纹在运输和使用过程极易被损坏，会造成安装风力发电机时的不便、更换，故螺栓1的中间部分套设pvc管2，对螺栓1进一步保护，在螺栓1的两端螺纹收尾部分套设热收缩管3，对相应部分提供进一步的保护，或在螺纹部分套上保护网(图中未示出)，以避免对螺纹的损伤，图1～3中的其它部位为厚垫片4、六角螺母5和薄垫片6。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种风电地锚螺栓的加工方法。步骤如下：a.对合金钢棒材进行按技术要求的热处理调质；b.按尺寸要求在热处理后的合金钢棒材的两端部制备螺纹；c.对带螺纹的合金钢棒材进行防腐处理；d.组装按需要的配带的相应的螺母和垫片，得所需的风电地锚螺栓(1)。本发明避免了机械加工过程中可能导致的变形和减小了棒材内的热应力，提高了螺栓的使用寿命，最后对螺栓还采取了的进一步的保护措施。

技术研发人员：陈志伟
受保护的技术使用者：宁波埃索伦能源有限公司
技术研发日：2017.09.25
技术公布日：2018.02.02