专利名称：一种风电主轴法兰镦粗工艺的制作方法
技术领域：
本发明风力 发电机技术领域，特别是涉及一种风电主轴法兰镦粗工艺。
背景技术：
当今社会，随着全球能源短缺和环境污染等问题日益严峻，寻找可再生能源已成为世界各国面临的重大课题。而自然界风能与其它能源相比，不仅蕴藏量大，分布广泛，永不枯竭，而且还具有上马快、建设周期短、比水电站建设的基础投入少、灵活性强，并能有效遏制温室效应和沙尘暴灾害，绿色环保等特点，因此风力发电日益成为研究的重点。风力发电塔筒法兰(下文称之为风电法兰)是风电塔筒的关键连接件、支撑件和受力件，风电法兰对品质有很高的要求，这主要是因为风电设备需要在野外工作，经受各种极其恶劣的天气环境，因此，风电法兰必须满足高强度、高韧性、抗低温冲击的性能。并且在风电设备中，风电法兰都具有很大的直径，其直径一般都在1050 1600mm之间,轴身长度在2400 4000mm之间，它们在油压机上锻造都有一个技术难点，那就是如何锻造镦粗风电主轴端的风电法兰。目前，大型风电主轴轴端风电法兰镦粗是采用传统的锻打方法进行，这种锻打的方法会导致在镦粗时产生变形不均匀的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以提高变形均匀性的风电主轴轴端风电法兰的镦粗工艺。本发明的风电法兰的镦粗工艺包括如下步骤I.风电法兰钢坯的制备，在炼钢炉升温至1300°C，加入炼钢原料以精炼成用于风电法兰的低合金高强度钢坯料，其中低合金高强度钢的化学成分为碳0. 25 0. 60wt%,硅0. 35 0. 50wt%、锰1. 2 I. 70wt%、磷0. 015 0. 025wt%jt :0. 012 0. 02wt%,铬0. 30 0. 80wt %、钥0. 10 0. 30、钒0. 15 0. 30wt %、镍0. 30 0. 50wt %、铜0. 15 0. 3wt%、氮0. 015 0. 05wt%、钛■.( 0. 2wt%、铌■.( 0. 06wt%，余量为铁；然后将所述低合金高强度钢坯料连铸成O 1500mm坯料，所述坯料经锻造后得到用于风电法兰的锻件；2.锻件的第一镦粗阶段，该第一镦粗阶段为多次交替的第一次镦粗和第二次镦粗用吊具把垂直竖起的风电主轴法兰锻件吊入由镦粗模和旋转工作台构成的镦粗设备之中，将锻件固定在旋转工作台上，采用液压机对锻件进行第一镦粗阶段的所述第一次镦粗；其过程为先对锻件的一部分进行镦粗，该一部分镦粗完毕后，将旋转工作台旋转，然后对锻件的另外一部分进行镦粗，如此不断镦粗旋转，直至锻件的整个表面都完成镦粗为止，以此来保证将锻件镦粗成圆形；第一镦粗阶段的第二次镦粗，将旋转工作台上的锻件由吊具吊起，经翻转180度后再次固定在旋转工作台，同样采用液压机对完成第一次镦粗的锻件进行第二次镦粗，所述第二次镦粗的过程与第一次镦粗的过程相同；重复第一次镦粗和第二次镦粗的工艺，直至所述锻件的高度被镦粗为该锻件原始高度的一半为止；
3.套环，在完成步骤2的锻件的外圈加上一个碳钢的外套；4.锻件的第二镦粗阶段，该第二镦粗阶段为多次交替的第一次镦粗和第二次镦粗采用液压机对锻件进行第二镦粗阶段的所述第一次镦粗；其过程为先对锻件的一部分进行镦粗，该一部分镦粗完毕后，将旋转工作台旋转，然后对锻件的另外一部分进行镦粗，如此不断镦粗旋转，直至锻件的整个表面都完成镦粗为止；第二次镦粗，将旋转工作台上的锻件由吊具吊起，经翻转180度后再次固定在旋转工作台，同样采用液压机对完成第一次镦粗的锻件进行第二次镦粗，所述第二次镦粗的过程与第一次镦粗的过程相同；重复第一次镦粗和第二次镦粗的工艺，直至所述锻件被镦粗为最终用于风电主轴法兰所需的尺寸后，将套环去掉以完成镦粗工艺。其中，所述液压机可以采用3150T液压机或5000T液压机，优选采用5000T液压机。
图I为本发明实施例的第一阶段镦粗工艺示意图；图2为本发明实施例加上套环后的镦粗工艺示意具体实施例方式为了更加清楚地说明本发明的技术方案，下面通过结合附图来描述本发明的实施例。
实施例本发明的风电法兰的镦粗工艺包括如下步骤首先，在炼钢炉中制备本发明的用于风电主轴法兰钢坯。在炼钢炉升温至1300°C，加入炼钢原料以精炼成用于风电法兰的低合金高强度钢坯料，其中低合金高强度钢的化学成分为碳0. 25 0. 60wt%、硅0. 35 0. 50wt%、锰1. 2 I. 70wt%、磷0. 015 0. 025wt %、硫0. 012 0. 02wt %、铬0. 30 0. 80wt %、钥0. 10 0. 30、钒0. 15 0. 30wt%、镍0. 30 0. 50wt%、铜0. 15 0. 3wt%、氮0. 015 0. 05wt%、钛 < 0. 2wt%、铌< 0. 06wt%，余量为铁；然后将所述低合金高强度钢坯料连铸成01500mm坯料，所述坯料经锻造后得到用于风电法兰的锻件；然后，请参照图1，进行锻件的第一镦粗阶段，该第一镦粗阶段为多次交替的第一次镦粗和第二次镦粗。用吊具把垂直竖起的风电主轴法兰锻件吊入由镦粗模和旋转工作台构成的镦粗设备之中，将锻件固定在旋转工作台上，采用液压机对锻件进行第一镦粗阶段的所述第一次镦粗；此时，锻件的A面朝上，B面朝下；镦粗的过程为先对锻件的一部分进行镦粗，该一部分镦粗完毕后，将旋转工作台旋转，然后对锻件的另外一部分进行镦粗，如此不断镦粗旋转，直至锻件的整个表面都完成镦粗为止，以此来保证将锻件镦粗成圆形。完成第一次镦粗后，接着进行第一镦粗阶段的第二次镦粗。即将旋转工作台上的锻件由吊具吊起，经翻转180度后再次固定在旋转工作台，此时，锻件的A面朝下，B面朝上，同样采用液压机对完成第一次镦粗的锻件进行第二次镦粗，所述第二次镦粗的过程与第一次镦粗的过程相同；重复第一次镦粗和第二次镦粗的工艺，直至所述锻件的高度被镦粗为该锻件原始高度的一半为止，即如图I所示，锻件的高度由原始高度h被镦粗为h/2 ；
接着，对完成第一镦粗阶段的锻件进行套环，如图2所示，在锻件的外圈加上一个碳钢的套环；由于锻件的材质为合金钢，因此采用给锻件加套环的主要目的是通过套环的径向压力来减小镦粗过程中的附加拉应力，从而减小镦粗过程的变形不均匀；最后，进行锻件的第二镦粗阶段，该第二镦粗阶段为多次交替的第一次镦粗和第二次镦粗，该第二镦粗阶段也可参考图1，所不同的是，在第二镦粗阶段中，锻件外圈额外套上碳钢套环。采用液压机对锻件进行第二镦粗阶段的所述第一次镦粗；其过程为先对锻件的一部分进行镦粗，该一部分镦粗完毕后，将旋转工作台旋转，然后对锻件的另外一部分进行镦粗，如此不断镦粗旋转，直至锻件的整个表面都完成镦粗为止；第二次镦粗，将旋转工作台上的锻件由吊具吊起，经翻转180度后再次固定在旋转工作台，同样采用液压机对完成第一次镦粗的锻件进行第二次镦粗，所述第二次镦粗的过程与第一次镦粗的过程相同；重复第一次镦粗和第二次镦粗的工艺，直至所述锻件被镦粗为最终用于 风电主轴法兰所需的尺寸后，将套环去掉以完成镦粗工艺。其中，所述液压机可以采用3150T液压机或5000T液压机，优选采用5000T液压机。采用本发明的风电主轴法兰镦粗工艺，可以减小变形不均匀性。虽然已经描述了本发明的一些具体实施例，但是其并非用于限定本发明，本发明的保护范围由所附的权利要求来限定，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求保护范围的情况下，可以对本发明做出各种修改。
权利要求
1.一种风电主轴法兰的镦粗エ艺，其特征在于，包括以下步骤 (1).风电法兰钢坯的制备，在炼钢炉升温至1300°C，加入炼钢原料以精炼成用于风电法兰的低合金高強度钢坯料，其中低合金高强度钢的化学成分为 碳:0. 25 0. 60wt%,硅0. 35 0. 50wt%、锰1. 2 I. 70wt%、磷0. 015 0. 025wt%jt :0. 012 0. 02wt%,铬0. 30 0. 80wt %、钥0. 10 0. 30、钒0. 15 0. 30wt %、镍0. 30 0. 50wt %、铜0. 15 0. 3wt%、氮0. 015 0. 05wt%、钛彡 0. 2wt%、铌彡 0. 06wt%，余量为铁；然后将所述低合金高強度钢坯料连铸成の1500mm坯料，所述坯料经锻造后得到用于风电法兰的锻件。
(2).锻件的第一镦粗阶段，该第一镦粗阶段为多次交替的第一次镦粗和第二次镦粗用吊具把垂直竖起的风电主轴法兰锻件吊入由镦粗模和旋转工作台构成的镦粗设备之中，将锻件固定在旋转工作台上，采用液压机对锻件进行第一镦粗阶段的所述第一次镦粗；其过程为先对锻件的一部分进行镦粗，该一部分镦粗完毕后，将旋转工作台旋转，然后对锻件的另外一部分进行镦粗，如此不断镦粗旋转，直至锻件的整个表面都完成镦粗为止，以此来保证将锻件镦粗成圆形；第一镦粗阶段的第二次镦粗，将旋转工作台上的锻件由吊具吊起，经翻转180度后再次固定在旋转工作台，同样采用液压机对完成第一次镦粗的锻件进行第二次镦粗，所述第二次镦粗的过程与第一次镦粗的过程相同；重复第一次镦粗和第二次镦粗的エ艺，直至所述锻件的高度被镦粗为该锻件原始高度的一半为止。
(3).套环，在完成步骤2的锻件的外圈加上一个碳钢的外套。
(4).锻件的第二镦粗阶段，该第二镦粗阶段为多次交替的第一次镦粗和第二次镦粗采用液压机对锻件进行第二镦粗阶段的所述第一次镦粗；其过程为先对锻件的一部分进行镦粗，该一部分镦粗完毕后，将旋转工作台旋转，然后对锻件的另外一部分进行镦粗，如此不断镦粗旋转，直至锻件的整个表面都完成镦粗为止；第二次镦粗，将旋转工作台上的锻件由吊具吊起，经翻转180度后再次固定在旋转工作台，同样采用液压机对完成第一次镦粗的锻件进行第二次镦粗，所述第二次镦粗的过程与第一次镦粗的过程相同；重复第一次镦粗和第二次镦粗的エ艺，直至所述锻件被镦粗为最終用于风电主轴法兰所需的尺寸后，将套环去掉以完成镦粗エ艺。
2.如权利要求I所述的ー种风电主轴法兰的镦粗エ艺，其特征在于所述液压机采用3150T液压机或5000T液压机，优选采用5000T液压机。全文摘要
本发明公开了一种风电主轴法兰镦粗工艺，通过采用旋转局部镦粗工艺，并结合翻转工序进行第一镦粗阶段，然后为锻件外圈加套环继续进行第二镦粗阶段工艺，从而降低锻造成本和工人劳动强度，并能减小变形不均匀性。
文档编号C22C38/46GK102728756SQ20121021398
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者杨志华, 殷定保, 葛艳明, 袁志伟 申请人:江苏金源锻造股份有限公司