8兆瓦主轴模锻生产工艺的制作方法

本发明涉及一种8兆瓦主轴模锻生产工艺。

背景技术：

海上风力发电厂，是利用海上风力资源发电的新型发电厂。在石油资源形势日益严峻的情况下，各国均将眼光投向了风力资源巨大的海域，欧洲多个国家已建立了多个海上风力发电厂而且规模巨大。中国也逐渐涉及海上风力发电领域，上海的海上风力发电厂2010年启用，中国香港欲建全球最大海上风力发电厂。而随着海上风电功率的越来越大，大型风电主机的主轴比如大型8兆瓦主轴，由于尺寸大，形状复杂，主轴直径2.9米左右，其模锻时压机吨位不够，如何减少产品的生产成本是现在风电制造企业面临的一个难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种8兆瓦主轴模锻生产工艺，现在只需使用1万吨的压力机，实现小设备完成大型模锻产品，使用原有技术的方法毛坯需投料46吨每件，而现在采用本模锻工艺后，毛坯只需投料33吨每件，加工余量小，减少钢锭投入高达13吨每件，节约了原材料成本。

为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种8兆瓦主轴模锻生产工艺，包括如下依次进行的工序：锻压、锻后热处理、检验、粗加工、二次检验、二次热处理、理化检测及精加工；锻压工序中，将待模锻坯料放入专用模具对坯料进行旋转局部成型。由于分段压，实现了小设备完成大型模锻产品，使用原有技术的方法毛坯需投料46吨每件，而现在采用本模锻工艺后，毛坯只需投料33吨每件，加工余量小，减少钢锭投入高达13吨每件，节约了原材料成本

进一步的技术方案是，在锻压工序中，钢锭经保温炉保温后出保温炉，然后倒棱，并错水口、剁冒口，然后再送入保温炉保温；保温炉的炉温为1250℃。

进一步的技术方案是，在钢锭再次送入保温炉保温后，钢锭从保温炉中取出依次进行镦粗、拔长、再镦粗然后端面平整后形成坯料，然后回保温炉继续保温。

进一步的技术方案为，从保温炉取出坯料并对坯料预成型，预成型后的坯料再放入保温炉继续保温。

进一步的技术方案为，从保温炉取出坯料放入专用模具对坯料进行旋转局部成型，每次压下量为80～100mm高度，压制成型后冲中心孔，中心孔孔径550mm。现在设备1万吨，实现了小设备完成大型模锻产品，使用原有技术的方法毛坯需要46吨每件，而现在采用本模锻工艺后，毛坯只需33吨每件，加工余量小。

进一步的技术方案为，专用模具包括上模具和下模具，上模具和下模具均需预热至250～300℃；下模具包括可转动件，可转动件内放置待模锻坯料，可转动件的尺寸大于待模锻坯料。上模具固定在压机移动滑块上，所以上模具只可上下移动，不能水平移动，上模具随压机的移动滑块上下移动，实现模锻时的压下量。

进一步的技术方案为，可转动件为旋转转台组件，旋转转台组件与液压驱动齿轮相连；所述下模具还包括设置在旋转转台组件上方的下模垫，下模垫上方设有外模圈；旋转转台组件外侧壁上固定设置与液压驱动齿轮啮合的齿环。

进一步的技术方案为，下模垫呈环状，下模垫的上表面上凸起设有定位环，外模圈设有与定位环适配的环槽；外模圈呈圆环状，其内壁呈阶梯环状且阶梯环内壁最大内径大于坯料大尺寸端的尺寸。由于外模圈其阶梯环内壁最大内径大于坯料大尺寸端的尺寸，这样有足够的空间便于下压成型，减少钢锭原材料的用量。

进一步的技术方案为，上模具包括一块用于压制成型的成型头以及与成型头一体而成的向两端突出的长方体，成型头其纵截面形状与模锻毛坯其中部上端开口的纵截面形状相匹配。

进一步的技术方案为，钢锭材质为42crmoa，锻压工序中锻造比为≥3.5，锻造温度为850～1230℃，锻造火次3～4次，模锻后的锻件质量为2.8吨。

本发明的优点和有益效果在于：由于分段压，现在只需使用1万吨的压力机，实现了小设备完成大型模锻产品，使用现有技术的方法毛坯需要46吨每件，而现在采用本模锻工艺后，毛坯只需33吨每件，加工余量小，减少钢锭投入高达13吨每件，节约了原材料成本。由于外模圈其阶梯环内壁最大内径大于坯料大尺寸端的尺寸，这样有足够的空间便于下压成型，减少钢锭原材料的用量。

附图说明

图1是本发明一种8兆瓦主轴模锻生产工艺涉及的模具的示意图；

图2是图1的剖面图；

图3是图2中外模圈的结构示意图；

图4是图3的剖面图；

图5是图1中上模具的示意图；

图6是图2中下模垫的示意图；

图7是图6的剖面图；

图8是模锻前钢锭的形状示意图；

图9是坯料预成型后的形状；

图10是坯料模锻后的示意图；

图11是原自由端毛坯的示意图。

图中：1、上模具；2、坯料；3、旋转转台组件；4、液压驱动齿轮；5、下模垫；6、外模圈；7、齿环；8、定位环；9、环槽；10、成型头；11、长方体；12、上端开口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明是一种8兆瓦主轴模锻生产工艺，包括如下依次进行的工序：锻压(如图8所示，为钢锭的示意图)、锻后热处理、检验、粗加工、二次检验、二次热处理、理化检测及精加工；锻压工序中，将待模锻坯料放入专用模具对坯料进行旋转局部成型。在锻压工序中，钢锭经保温炉保温后出保温炉，然后倒棱，加工出错水口、剁冒口，然后再送入保温炉保温；保温炉的炉温为1250℃。在钢锭再次送入保温炉保温后，钢锭从保温炉中取出依次进行镦粗、拔长、再镦粗然后端面平整后形成坯料，然后回保温炉继续保温。从保温炉取出坯料并对坯料预成型(预成型后的形状如图9所示)，预成型后的坯料再放入保温炉继续保温。从保温炉取出坯料放入专用模具对坯料进行旋转局部成型，每次压下量为80～100mm高度，压制成型后冲中心孔，中心孔孔径550mm(坯料模锻后的示意图如图10所示)。相比于原自由锻(如图11所示)，毛坯投入减少钢锭13吨。模具如图1至图7所示，包括上模具1和下模具，下模具包括可转动件，可转动件内放置待模锻坯料2，可转动件的尺寸大于待模锻坯料2。可转动件为旋转转台组件3，旋转转台组件3与液压驱动齿轮4相连；所述下模具还包括设置在旋转转台组件3上方的下模垫5，下模垫5上方设有外模圈6。旋转转台组件3外侧壁上固定设置与液压驱动齿轮4啮合的齿环7。下模垫5呈环状，下模垫5的上表面上凸起设有定位环8，外模圈6设有与定位环8适配的环槽9。外模圈6呈圆环状，其内壁呈阶梯环状且阶梯环内壁最大内径大于坯料2大尺寸端的尺寸。上模具1包括一块用于压制成型的成型头10以及与成型头10一体而成的向两端突出的长方体11，成型头10其纵截面形状与模锻毛坯其中部上端开口12的纵截面形状相匹配。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，包括如下依次进行的工序：锻压、锻后热处理、检验、粗加工、二次检验、二次热处理、理化检测及精加工；锻压工序中，将待模锻坯料放入专用模具对坯料进行旋转局部成型。

2.根据权利要求1所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，在所述锻压工序中，钢锭经保温炉保温后出保温炉，然后倒棱，并错水口、剁冒口，然后再送入保温炉保温；保温炉的炉温为1250℃。

3.根据权利要求2所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，在钢锭再次送入保温炉保温后，钢锭从保温炉中取出依次进行镦粗、拔长、再镦粗然后端面平整后形成坯料，然后回保温炉继续保温。

4.根据权利要求3所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，从保温炉取出坯料并对坯料预成型，预成型后的坯料再放入保温炉继续保温。

5.根据权利要求4所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，从保温炉取出坯料放入专用模具对坯料进行旋转局部成型，每次压下量为80～100mm高度，压制成型后冲中心孔，中心孔孔径550mm。

6.根据权利要求5所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，所述专用模具包括上模具和下模具，上模具和下模具均需预热至250～300℃；下模具包括可转动件，可转动件内放置待模锻坯料，可转动件的尺寸大于待模锻坯料。

7.根据权利要求6所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，所述可转动件为旋转转台组件，旋转转台组件与液压驱动齿轮相连；所述下模具还包括设置在旋转转台组件上方的下模垫，下模垫上方设有外模圈；旋转转台组件外侧壁上固定设置与液压驱动齿轮啮合的齿环。

8.根据权利要求7所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，所述下模垫呈环状，下模垫的上表面上凸起设有定位环，外模圈设有与定位环适配的环槽；外模圈呈圆环状，其内壁呈阶梯环状且阶梯环内壁最大内径大于坯料大尺寸端的尺寸。

9.根据权利要求8所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，所述上模具包括一块用于压制成型的成型头以及与成型头一体而成的向两端突出的长方体，成型头其纵截面形状与模锻毛坯其中部上端开口的纵截面形状相匹配。

10.根据权利要求9所述的8兆瓦主轴模锻生产工艺，其特征在于，所述钢锭材质为42crmoa，锻压工序中锻造比为≥3.5，锻造温度为850～1230℃，锻造火次3～4次，模锻后的锻件质量为28吨。

技术总结
本发明公开了一种8兆瓦主轴模锻生产工艺，包括如下依次进行的工序：锻压、锻后热处理、检验、粗加工、二次检验、二次热处理、理化检测及精加工；锻压工序中，将待模锻坯料放入专用模具内对坯料进行旋转局部成型。本发明由于分锻压，现在只需使用1万吨的压力机，实现了小设备完成大型模锻产品，使用原有技术的方法毛坯需投料46吨每件，而现在采用本模锻工艺后，毛坯只需投料33吨每件，加工余量小，减少钢锭投入高达13吨每件，节约了原材料成本。

技术研发人员：闫振伟;戚振华;刘圣祥;徐建东
受保护的技术使用者：江阴振宏重型锻造有限公司
技术研发日：2021.04.22
技术公布日：2021.08.03