本发明涉及锻件生产，具体涉及一种高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法。
背景技术：
1、风电齿轮箱滚道行星轮是齿轮箱中数量最多的传动齿轮件，其作用主要是改变传动比。行星轮锻件的生产工艺包括镦拔、辗环和热处理，热处理所得锻件的后处理包括渗碳处理，用以提升锻件表层的硬度、耐蚀性、疲劳强度和耐磨性，同时保持锻件中心部分的低碳钢韧性和塑性，以使锻件能承受预定的冲击载荷。
2、为了提升渗碳效率，渗碳温度多设置在950℃以上。渗碳过程同时伴随奥氏体晶粒的粗化。晶粒度稳定性要求的工艺参数通常包括温度、时长。cn110616381a中的晶粒度稳定性要求为：温度950℃，保温时间13h，奥氏体晶粒度≥8.0级，无粗于5.0级晶粒；cn109402498a的晶粒度稳定性要求为：温度1010～1030℃，保温时间最长达6h，晶粒度7～8级；cn112916790a的晶粒度稳定性要求为：温度950℃，保温时间8h出炉水冷后的奥氏体8级。渗碳时间越长、温度越高，渗碳晶粒度越大。深层渗碳的时长往往为50h以上。现有钢材多未进行长时间渗碳探索。
3、改善晶粒粗化的主要手段是调整锻件用钢的元素组成，如以上文件所记载的，铝、铌合金元素能形成相应的碳氮化物钉扎晶界，钒、锆等轧制冷却过程中在晶内或晶界析出细小析出相，阻碍奥氏体晶粒长大。采用微合金元素nb含量较大的锻造用钢作为锻造原料，对比不同渗碳时间的锻件晶粒度后发现：nb利于细化晶粒，但在8h基础上进一步延长渗碳时间，个别晶粒急剧长大变粗，锻件中会出现占比较大的3级甚至2级大晶粒。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，在18crnimo7-6低碳钢的基础上，控制nb的质量百分比，调整锻造用钢中v、ti、as、cu等合金元素的质量百分比，利于生产具有细化金属组织且具有优良晶粒度稳定性的锻件。
2、为了实现上述技术效果，本发明的技术方案为：一种高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，包括镦拔、冲孔、辗环、正回火和调质步骤；按质量百分比计，行星轮锻件的锻造用钢的元素组成为：
3、c：0.15%～0.21%、si：≤0.4%、mn：0.5%～0.9%、cr：1.5%～1.8%、mo：0.25%～0.35%、ni：1.4%～1.7%、p：≤0.015%、s：≤0.010%、al：0.02%～0.04%、cu：≤0.3%、sn：≤0.03%、v：≤0.01%、nb：≤0.006%、as：≤0.015%、ti：≤30ppm、sb：≤50ppm、ca：≤15ppm、h：≤2ppm、o：≤15 ppm、n：80～150ppm，余量为fe和不可避免的杂质。
4、在以上用钢元素组成的基础上，进一步的，元素符号表示元素含量，以mn/6、（cr+mo+ v）/5、（ni+ cu）/15之和为ace计，ace取值范围为0.55%～0.64%。进一步的，sn的质量百分比为不大于0.003%，ti：≤20ppm。
5、优选的技术方案为，所述锻造用钢中nb的质量百分比为不大于0.003%。
6、优选的技术方案为，所述锻造用钢中v的质量百分比为0.001%～0.007%；cu的质量百分比为0.001%～0.1%，as的质量百分比为0.001%～0.004%。
7、优选的技术方案为，镦拔、冲孔步骤为第一火次，辗环为第二火次；第一火次和第二火次的锻件温度均为850～1200℃；第二火次的炉温为1130～1160℃，按照冲孔后锻件的有效厚度计，第二火次回炉加热时间不大于0.12h/100mm。
8、优选的技术方案为，正回火处理包括：正火保温结束的锻件风冷至590～610℃，按照锻件有效厚度1.2～2h/100mm保温，然后空冷至100℃以下；最后再次升温回火。
9、优选的技术方案为，正火和回火工艺为：
10、正火：锻件升温至670℃～690℃，按照锻件有效厚度0.7～1.3h/100mm保温；保温结束后锻件升温至920℃～940℃，按照锻件有效厚度3.3～4.1h/100mm保温正火；
11、回火：空冷后的锻件升温至670℃～690℃，按照锻件有效厚度5.1～6.3h/100mm保温回火，然后空冷。
12、优选的技术方案为，调质工艺过程为：锻件升温至850～870℃，按照锻件有效厚度2.5～3.3h/100mm保温，水淬降温，然后再次升温至660～700℃，按照锻件有效厚度5.5～6.7h/100mm保温，最后空冷。
13、优选的技术方案为，镦拔步骤包括交替进行的n+1次镦粗和n次拔长；n为2或3；
14、以镦粗前后的锻件长度比值为单次镦粗锻造比计，n+1次镦粗的镦粗锻造比之和为4.5～5.6。
15、优选的技术方案为，以拔长前后的锻件长度比值为单次拔长锻造比计，镦拔步骤包括交替进行的三次镦粗和两次拔长；
16、第一次镦粗锻造比为1.71～1.79；
17、第一次拔长锻造比为0.56～0.65；
18、第二次镦粗锻造比为1.76～1.83；
19、第二次拔长锻造比均为0.54～0.62；
20、第三次镦粗锻造比为1.75～1.81。
21、优选的技术方案为，以辗环前后的锻件壁厚与长度乘积之比为辗环锻造比，辗环锻造比为1.14～1.3。
22、本发明的优点和有益效果在于：
23、该高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法基于18crnimo7-6低碳钢，通过调整铝、钛、砷、钒、铜等合金元素的含量，严格控制锻造用钢中残余元素铌的含量，钢坯经过锻造、正回火热处理和调质热处理制得的行星轮锻件具有细化的金属组织；经950℃保温渗碳80h后，平均晶粒度最高达8级，满足锻件深层渗碳处理要求。
1.一种高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，包括镦拔、冲孔、辗环、正回火和调质步骤；其特征在于，按质量百分比计，行星轮锻件的锻造用钢元素组成为：
2.根据权利要求1所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，所述锻造用钢中nb的质量百分比为不大于0.003%。
3.根据权利要求1所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，所述锻造用钢中v的质量百分比为0.001%～0.007%；cu的质量百分比为0.001%～0.1%；as的质量百分比为0.001%～0.004%。
4.根据权利要求1所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，镦拔、冲孔步骤为第一火次，辗环为第二火次；第一火次和第二火次的锻件温度均为850～1200℃；第二火次的炉温为1130～1160℃，按照冲孔后锻件的有效厚度计，第二火次回炉加热时间不大于0.12h/100mm。
5.根据权利要求1所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，正回火处理包括：正火保温结束的锻件风冷至590～610℃，按照锻件有效厚度1.2～2h/100mm保温，然后空冷至100℃以下；最后再次升温回火。
6.根据权利要求5所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，正火和回火工艺为：
7.根据权利要求1或4所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，调质工艺过程为：锻件升温至850～870℃，按照锻件有效厚度2.5～3.3h/100mm保温，水淬降温，然后再次升温至660～700℃，按照锻件有效厚度5.5～6.7h/100mm保温，最后空冷。
8.根据权利要求1所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，镦拔步骤包括交替进行的n+1次镦粗和n次拔长；n为2或3；
9.根据权利要求8所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，以拔长前后的锻件长度比值为单次拔长锻造比计，镦拔步骤包括交替进行的三次镦粗和两次拔长；
10.根据权利要求8所述的高晶粒度稳定性行星轮锻件的生产方法，其特征在于，以辗环前后的锻件壁厚与长度乘积之比为辗环锻造比，辗环锻造比为1.14～1.3。