一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法与流程

本发明涉及风机主轴制造领域，尤其涉及一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法。

背景技术：

1、风能是一种清洁能源，目前随着对于化石能源需求的控制，对清洁风能的需求量快速增长，也推动风电设备技术的发展。风电设备中最为重要的是风力发电机组，其中风机主轴为关键部件，风机主轴的质量关系。

2、目前风机主轴使用42crmo4钢锭，42crmo4是一种具有高强度、良好韧性和热处理性能的合金钢，适用于高强度和高冲击负荷的工作环境。其中含有ni元素，含量约0.3～0.8％，ni元素参与固溶强化和晶界强化，以提高材料的淬透性，以进一步提高产品的韧性和抗低温冲击冲击性能。

3、但是目前存在以下问题：

4、1、主轴是钢锭在模具中铸造成型，钢锭的锭身重量只占总重的70％～80％，冒口部分的重量约占钢锭总重的20～30％。随着钢锭重量的增加，冒口部分的重量占钢锭总重的比例也越大，锻造过程中予以切除，导致材料利用率不高。

5、2、钢锭的切除冒口处和冒口部分的成分和结构接近，容易出现中心缩孔、缩松、过烧缺陷。

6、3、切除冒口处和冒口部分金属液中的氧化物或其他杂质在冒口处集聚，造成ni元素的富集，导致使用大量ni元素，但是无法提供主轴性能的情况，提高生产成本。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其优点在于减少冒口的切除工序，避免冒口处的锻造缺陷发生。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，使用连铸机制备连铸圆坯；

5、步骤s2，连铸圆坯变形，包括以下工步：

6、第一工步：坯料需加热均匀烧透；

7、第二工步：一次镦粗，镦粗锻造比大于2，坯料拔长，之后将坯料轧成正方，然后将坯料轧八方；

8、第三工步：二次镦粗，镦粗锻造比大于2，之后冲孔；

9、步骤s3，坯料进行环形轧制。

10、进一步的，连铸圆坯包括按重量百分比技术的元素：c、0.43％；si、0.3％；mn、0.83％；p、0.009％；s、0.001％；cu0.03％；cr、1.16％；cr、1.16％；ni、0.03％；v、0.01％；h、0.7ppm；o、12ppm；n、27ppm；ti、19ppm；sn、sb、pb、bi和as的总含量≤0.01％，余量为fe。

11、进一步的，在步骤s2的第一工步中，加热坯料，控制料温在1220±10℃。

12、进一步的，在步骤s2的第二工步中，镦粗锻造比大于2。

13、进一步的，在步骤s2的第三工步中，镦粗锻造比大于2。

14、进一步的，在步骤s2的第二工步的镦粗中，开坯时坯料需要满砧送进，保证砧宽比大于0.5。

15、进一步的，在步骤s2的第二工步的镦粗中，坯料送进完成之后，锻锤下压变形中，料宽比在0.85～1.18的范围内。

16、进一步的，在步骤s2的第二工步的镦粗中，坯料送进完成之后，锻锤下压变形中，料宽比在0.85～1.18的范围内。

17、进一步的，在步骤s2的第二工步和第三工步的镦粗中，如果出现双鼓形，应立即停止镦粗，稍做拔长后重新回炉保温后重新镦粗。

18、综上所述，本发明具有以下有益效果：

19、1.连铸坯进行变形锻造的方式完成主轴的成型，连铸坯和传统的铸模成型相比，连铸坯没有冒口，进而也不需切除水口，也避免由于形成冒口引起成分缺陷以及局部ni元素富集，此外，没有冒口也不需要额外备料，减轻原始钢锭的重量提高材料利用率不高，同时由于没有冒口切除，也能避免或者减少了热工吹扫的工作量，提高利用率的同时，减低了材料浪费，缩短了加热时间，非常直接的起到了节能降耗的作用。

20、2.镦粗前，坯料需加热均匀烧透，驱使坯料成分和结构接近，减少组织差异性，减少由于差异性引发的中心缩孔、缩松、过烧缺陷。

21、3.依靠两次镦粗，将铸坯内部铸态组织充分打碎，同时将连铸坯内部疏松类缺陷锻合。

22、4.选择砧宽比和压下量的加工窗口，使坯料在锻造过程中降低轴向拉应力，防止疏松类缺陷进一步增大。

23、5.经过两次镦粗变形之后，锻件的外部外形变化的程度和烈度远远大于锻件的芯部，也意味着芯部更加容易出现锻造缺陷，所以采用实心冲子冲孔，蒋将芯部细小缺陷去除，并将主轴成型。

技术特征：

1.一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：连铸圆坯包括按重量百分比技术的元素：c、0.43％；si、0.3％；mn、0.83％；p、0.009％；s、0.001％；cu0.03％；cr、1.16％；cr、1.16％；ni、0.03％；v、0.01％；h、0.7ppm；o、12ppm；n、27ppm；ti、19ppm；sn、sb、pb、bi和as的总含量≤0.01％，余量为fe。

3.根据权利要求1所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：在步骤s2的第一工步中，加热坯料，控制料温在1220±10℃。

4.根据权利要求1所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：在步骤s2的第二工步中，镦粗锻造比大于2。

5.根据权利要求1所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：在步骤s2的第三工步中，镦粗锻造比大于2。

6.根据权利要求1所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：在步骤s2的第二工步的镦粗中，开坯时坯料需要满砧送进，保证砧宽比大于0.5。

7.根据权利要求6所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：在步骤s2的第二工步的镦粗中，坯料送进完成之后，锻锤下压变形中，料宽比在0.85～1.18的范围内。

8.根据权利要求1所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：在步骤s2的第二工步的镦粗中，锻锤单次压下量控制在100～150mm。

9.根据权利要求1所述的一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，其特征在于：在步骤s2的第二工步和第三工步的镦粗中，如果出现双鼓形，应立即停止镦粗，稍做拔长后重新回炉保温后重新镦粗。

技术总结
本发明公开了一种大直径连铸坯制造空心风机主轴的制造方法，涉及风机主轴制造领域，其技术方案包括以下步骤：步骤S1，使用连铸机制备连铸圆坯；步骤S2，连铸圆坯变形，包括以下工步：第一工步：坯料需加热均匀烧透；第二工步：一次镦粗，镦粗锻造比大于2，坯料拔长，之后将坯料轧成正方，然后将坯料轧八方；第三工步：二次镦粗，镦粗锻造比大于2，之后冲孔；步骤S3，坯料进行环形轧制，本发明的优点在于减少冒口的切除工序，避免冒口处的锻造缺陷发生。

技术研发人员：袁震,马升翼,承敏达,李润辉,张海斌
受保护的技术使用者：振宏重工（江苏）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15