专利名称：Mw级风电扭转轴及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及到MW级风力发电机用扭转轴及其制备工艺。
背景技术：
随着我国经济发展和环保需要，清洁能源的需求量进一步增大，风力发电成为重要的能源之一。随着风力发电的开发建设，风力发电向高效率、大型化方向发展，对风力发电的重要零部件的质量要求愈来愈高。同时，风力发电机在陆地，海洋等复杂环境(要求运行环境温度常温型_15°C至+45°C ;低温型-30°C至+45°C ;生存环境温度常温 型-25°C至+45°C;低温型_45°C至+45°C )的应用对风力发电机组部件的质量要求很苛刻， 除具有较高的无损探伤级别和力学性能之外，还需具备抗疲劳和一定的耐蚀性能。表I .丽级风力发电机用扭转轴尺寸表。
权利要求
1.MW级风电扭转轴，其特征在于所述MW级风电扭转轴其铸态坯料低倍组织的长枝晶一次臂与轴心成25-65°角。
2.按照权利要求I所述MW级风电扭转轴，其特征在于所述MW级风电扭转轴其热处理后的微观组织为具有马氏体位相的回火索氏体或回火索氏体。
3.—种权利要求I或2所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于通过采用自耗电极进行电渣熔铸方法制备扭转轴，其工艺参数为 a、渣系与渣量控制 渣系成分为CaF2和Al2O3，其重量比为=CaF2 :A1203=60 70 30 20，渣量为铸件重量的L 5 5% ； b、引燃方式 采用固态或液态渣引燃，其化学成分以重量百分比计为TiO2 40% 60%，CaF2 60% 40% ； C、供电参数的选择 熔铸电压和电流为U=[(0. 5 O. 7) D结晶器 + (25 35)]I= [ (580 680) + (30 36) d 电极] 上式中cU 分别为结晶器和电极截面积的等效直径，单位为_，U的单位为V，I的单位为A ； 其中采用的自耗电极为GS-18NiMoCr3-6钢、GS_34CrNiMo6钢或GS_42CrMo4钢；电极尺寸直径范围Φ 140 Φ 350 mm,长度范围6000 20000mm。
4.按照权利要求3所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于^CaF2-Al2O3-系中加入少量MgO和CaO，其加入总重量彡10%ο
5.按照权利要求3或4所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于熔铸后采用预热处理工艺，热处理温度为750 780°C，铸件随炉冷却；之后采用防变形及防裂纹工艺进行调质处理淬火840-980°C，回火520-640°C。
6.按照权利要求3、4或5所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于采用的结晶器分为曲柄结晶器和常规轴结晶器两部分，曲柄结晶器部分由节I (21)、节II (22)、节III(23)、节IV(24)构成，常规轴结晶器部分为节V (25)； 结晶器是由与曲柄形状相适应的内腔型板(5)、水缝板(11)、水套板(12)及在曲柄最厚位置处增设的过渡型腔(15)构成，水缝板(11)设置在内腔型板(5)的外侧、水套板(12 )的内侧，在水缝板(11)与水套板(12 )之间为水套(14 )，水套(14 )下部固设有多个进水管(4)、上部固设有多个出水管(3)，进出水管分别在贴近上下法兰位置并与法兰板成角5° -15° ;内腔型板(5)、水缝板(11)、水套板(12)和水套(14)通过上法兰(I)、下法兰(2)和立法兰(13)密封连接；在曲柄结晶器上增加在曲柄最厚位置与常规轴位置的过渡型腔(15)，过渡型腔(15)高度为150-300mm，采用圆角过渡。
7.按照权利要求6所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于所述结晶器具有退让辅助设施，即温度监测装置，所述温度监测装置由插入结晶器内腔的热电偶(16)以及热电偶(16)外接的连接数据采集器组成；在结晶器上设置退让辅助装置，该装置由U型槽a(6)、U型槽b (7)、千斤顶(9)和L板(18)组成，通过千斤顶(9)牵动L板(18)沿U型槽滑动。
8.按照权利要求6所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于在内腔型板(5)及水缝板(11)之间设置型板加强筋(10)，并与内腔型板(5)及水缝板(11)焊接成一整体，将内腔型板(5)外侧分隔成四个区域，每个区域形成独立水循环，内腔型板(5)与水缝板(11)之间的水缝宽度为15 — 45mm，均匀过渡；水套(14)装设在水缝板(11)外50_100mm处。
9.按照权利要求6所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于在型板加强筋(10)上 加工出长20-100mm、宽15_45mm的槽(8)，使内腔型板(5)外侧的四个区域中相临的两区域连通；内腔型板(5)是用整张铜板采用三维实体模锻成型，其它部位均采用钢板。
10.按照权利要求I所述丽级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于所述GS18NiMoCr3-6 钢其成分配比为重量百分比C0. 17 O. 22%、SiO. 30 0· 60%、MnO. 80 1· 20%、S≤ O. 015%、P ≤ O. 02%、CrO. 4 O. 9%、NiO. 6 I. 1%、MoO. 40 0· 7%、Fe 余量； 所述GS-34CrNiMo6钢其成分配比为重量百分比C0. 30 0· 37%、SiO. 30 0· 60%、MnO. 6(Γ · 00%、S ( O. 025%、P ( O. 015%、Crl. 4(Γ · 70%、Ni I. 4(Γ · 70%、Μο0· 15 O. 35%、Fe余量； 所述GS-42CrMo4钢其成分配比为重量百分比C0. 38 O. 45%、SiO. 30 0· 60%、MnO. 60 1· 00%、S≤ O. 025%、P ≤ O. 025%、CrO. 80 1· 20%、MoO. 20 0· 30%、Fe 余量。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种风力发电机用扭转轴及其电渣熔铸方法，将电弧冶金与电渣熔铸(ESRC)技术优势集于一身。采用本发明提供的MW级风电扭转轴的制备工艺，所生产的铸件结晶组织均匀致密、纯度高、非金属夹杂物少、具有优良的致密性和抗疲劳性能，既能达到锻件的探伤质量标准，又可实现铸件近净成型，且成本较低。生产的扭转轴内部质量明显优于砂型铸造。
文档编号B22D23/10GK102619862SQ20111002833
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者唐骥, 娄延春, 弥尚林, 王云霞, 王大威, 王安国, 蒋国森, 马洪波 申请人:沈阳铸造研究所