本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電齒輪制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種17CrNiMo6鋼風(fēng)力發(fā)電齒輪的鍛造方法。

　　背景技術(shù)：

　　人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展是以大量消耗地球上億萬(wàn)年前形成的極為珍貴的不可再生化石資源為代價(jià)的，所以在能源領(lǐng)域，探尋綠色清潔能源成為必由之路。風(fēng)能取之不盡，用之不竭，而且風(fēng)力發(fā)電無(wú)污染，得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)使其迅速成為清潔能源研發(fā)的焦點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電行業(yè)如雨后春筍般興起。風(fēng)力發(fā)電行業(yè)以風(fēng)力發(fā)電裝備制造業(yè)為前提，由于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備常工作在戈壁、荒漠甚至大海等人跡罕至的地方，經(jīng)受著晝夜溫差和交變風(fēng)力的作用，對(duì)風(fēng)力發(fā)電齒輪、齒輪軸設(shè)備的綜合力學(xué)性能提出了更高的要求。

　　國(guó)內(nèi)重載齒輪鋼基本上沿用前蘇聯(lián)牌號(hào)，在過(guò)去很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，一直是20CrMnTi一統(tǒng)天下的局面，不僅品種單一，而且鋼材成分波動(dòng)大，淬透性帶寬，夾雜物多，造成齒輪熱處理變形大、壽命低。隨著對(duì)重載齒輪研發(fā)的進(jìn)一步深入，各種齒輪鋼的國(guó)產(chǎn)化使我國(guó)的齒輪鋼水平上了一個(gè)新臺(tái)階。目前，德國(guó)的Cr-Mn系鋼、日本的Cr-Mo系鋼和美國(guó)的SAE86系列鋼已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，基本上滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)重載齒輪鋼的需求，然而其中以17CrNiMo6鋼為最優(yōu)的選擇，因?yàn)?7CrNiMo6鋼具有高強(qiáng)度、高韌性和高淬透性等優(yōu)點(diǎn)。

　　17CrNiMo6鋼主要應(yīng)用于傳遞較大動(dòng)力和承受較大載荷的齒輪，廣泛應(yīng)用于礦山、運(yùn)輸、機(jī)車(chē)牽引、起重和風(fēng)力發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域。通常情況下，需承受接近或達(dá)到材料許用應(yīng)力值的工作應(yīng)力，因此，要求材料不僅要有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度，還應(yīng)有高的抗過(guò)載能力，對(duì)鍛造工藝提出了更高的要求。然而此鋼尚未納入國(guó)標(biāo)，雖然已廣泛應(yīng)用，但許多基本性能，特別是鍛造工藝往往類(lèi)比于常見(jiàn)的重載齒輪而憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行加工。由于鍛造工藝參數(shù)制定不合理，使得風(fēng)力發(fā)電齒輪綜合力學(xué)性能下降，從而大幅降低了風(fēng)力發(fā)電齒輪的服役壽命。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　為了制定合理的鍛造工藝參數(shù)，改善熱鍛成型后風(fēng)力發(fā)電齒輪17CrNiMo6鋼內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，提高風(fēng)力發(fā)電齒輪綜合力學(xué)性能，保證風(fēng)力發(fā)電齒輪的服役壽命，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電齒輪用17CrNiMo6鋼的鍛造方法。

　　本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

　　一種17CrNiMo6鋼風(fēng)力發(fā)電齒輪鍛造方法，其特征在于采用如下步驟依次進(jìn)行：

　?。?）、鍛前處理：加熱爐升溫至1230~1250℃后，將鍛件毛坯置于加熱爐中加熱，根據(jù)毛坯尺寸大小保溫4~10h；

　?。?）、鍛造成型：

　　將加熱后的毛坯放入由凹模、凸模、套模和頂出機(jī)構(gòu)組成的鍛造成型模具中，鍛造溫度為1240±10℃~830±10℃，凸模與凹模施壓，其中單火次單道次鍛比為1.5~2，最后一道次鍛比為1.8~2，總鍛比大于4，以0.1~1s-1變形速率使毛坯沿套模內(nèi)壁聚料成型；保壓5~10s后，凸模與凹模卸載回程，坯料脫模后經(jīng)頂出機(jī)構(gòu)頂出鍛造成型后的齒輪；

　　（3）、鍛后冷卻：齒輪鍛后快冷至650±10℃等溫回火3~5h，保溫后隨爐冷卻至室溫。

　　鍛造成型后的17CrNiMo6鋼風(fēng)力發(fā)電齒輪內(nèi)部晶粒度等級(jí)為5~7級(jí)。

　　本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。

　　1、本發(fā)明鍛造前對(duì)鍛件進(jìn)行重新加熱奧氏體化處理，使得鍛件內(nèi)部的晶粒得到充分長(zhǎng)大，使鍛件經(jīng)鍛造成型后，鍛件內(nèi)部組織更加彌散均勻。

　　2、本發(fā)明提供的鍛造成型工藝參數(shù)，從宏觀(guān)角度講，使得鍛件在鍛造過(guò)程中不易開(kāi)裂；從微管角度講，使得球狀?yuàn)W氏體極易形成，從而抑制了針狀?yuàn)W氏體晶核的形成，使得鍛件內(nèi)部組織極易形成細(xì)小的等軸狀晶粒，提高了鍛件的綜合力學(xué)性能。

　　3、本發(fā)明提供的鍛后冷卻方式，取代了現(xiàn)有技術(shù)中將鍛件冷卻后930℃正火+650℃回火的熱處理工藝，降低能源消耗的同時(shí)，消除鍛件內(nèi)部組織應(yīng)力。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1為本發(fā)明鍛造工藝曲線(xiàn)圖。

　　圖2為實(shí)施例一鍛前處理后獲得的鍛件內(nèi)部組織形貌圖。

　　圖3為實(shí)施例一鍛造成型過(guò)程中以變形速率為0.1s-1、始鍛溫度為1230℃鍛造時(shí)鍛件內(nèi)部組織形貌圖。

　　圖4為實(shí)施例一鍛造成型過(guò)程中以變形速率為0.1s-1、終鍛溫度為820℃鍛造時(shí)鍛件內(nèi)部組織形貌圖。

　　圖5為實(shí)施例一鍛后冷卻過(guò)程中，以640℃等溫回火3h后鍛件內(nèi)部組織形貌圖。

　　具體實(shí)施方式

　　實(shí)施例一

　　本實(shí)施例中，鍛件為2m×Φ1m圓柱形17CrNiMo6鋼錠，17CrNiMo6鋼錠由太原重型機(jī)械有限公司提供，該鋼為低碳高合金不銹鋼，具有良好的力學(xué)性能的同時(shí)，具有較強(qiáng)的耐腐蝕特性，是制備風(fēng)力發(fā)電齒輪優(yōu)良的原材料，但是與普通低碳高合金不銹鋼鍛造過(guò)程不同，鍛造過(guò)程中極易在組織內(nèi)部產(chǎn)生羽毛狀或網(wǎng)狀貝氏體，降低了風(fēng)力發(fā)電齒輪的綜合力學(xué)性能。

　　如圖1~5所示，一種17CrNiMo6鋼風(fēng)力發(fā)電齒輪鍛造方法，其特征在于采用如下步驟依次進(jìn)行：

　?。?）、鍛前處理：將鍛件毛坯置于加熱爐中，加熱爐升溫至1230℃毛坯放入加熱爐中，根據(jù)毛坯尺寸大小保溫4h，獲得如圖2所示的鍛件內(nèi)部組織形貌圖，稱(chēng)該狀態(tài)下的晶粒為原始晶粒，原始晶粒的晶粒度等級(jí)為2級(jí)；

　　（2）、鍛造成型：

　　將加熱后的毛坯放入由凹模、凸模、套模和頂出機(jī)構(gòu)組成的鍛造成型模具中，始鍛溫度為1230℃， 終鍛溫度為820℃，凸模與凹模施壓，單火次單道次鍛比為1.5，最后一道次為1.8，總鍛比為4.1，以0.1s-1的變形速率使坯料沿套模內(nèi)壁聚料成型；保壓5s后，凸模與凹模卸載回程，坯料脫模后經(jīng)頂出機(jī)構(gòu)頂出鍛造成型后的齒輪。如圖3為變形速率為0.1s-1、加熱溫度為1230℃時(shí)鍛件內(nèi)部組織形貌圖，圖中原始晶粒與再結(jié)晶晶粒尺寸相當(dāng)，都得到了充分的長(zhǎng)大。如圖4為變形速率為0.1s-1、加熱溫度為820℃時(shí)鍛件內(nèi)部組織形貌圖。

　?。?）、鍛后冷卻：鍛件鍛后快冷至640℃等溫回火3h，如圖5為鍛件640℃等溫回火3h鍛件內(nèi)部組織形貌圖，保溫后隨爐冷卻至室溫，經(jīng)檢測(cè)得鍛件經(jīng)鍛造后內(nèi)部晶粒度等級(jí)為5級(jí)，滿(mǎn)足工程使用要求。

　　實(shí)施例二

　　一種風(fēng)力發(fā)電齒輪用17CrNiMo6鋼鍛造方法，其特征在于采用如下步驟依次進(jìn)行：

　?。?）、鍛前處理：將鍛件毛坯置于加熱爐中，加熱爐升溫至1240℃毛坯放入加熱爐中，根據(jù)毛坯尺寸大小保溫6.5h；

　?。?）、鍛造成型：

　　將加熱后的毛坯放入由凹模、凸模、套模和頂出機(jī)構(gòu)組成的鍛造成型模具中，始鍛溫度為1240℃，終鍛溫度為830℃，凸模與凹模施壓，單火次單道次鍛比為1.73，最后一道次鍛比為1.87，以0.5s-1變形速率使坯料沿套模內(nèi)壁聚料成型；保壓7s后，凸模與凹模卸載回程，坯料脫模后經(jīng)頂出機(jī)構(gòu)頂出鍛造成型后的齒輪；

　?。?）、鍛后冷卻：鍛件鍛后快冷至650℃等溫回火3.5h，保溫后隨爐冷卻至室溫。

　　所述的鍛件經(jīng)鍛造后內(nèi)部晶粒度等級(jí)為6級(jí)，滿(mǎn)足工程使用要求。

　　實(shí)施例三

　　一種風(fēng)力發(fā)電齒輪用17CrNiMo6鋼鍛造方法，其特征在于采用如下步驟依次進(jìn)行：

　?。?）、鍛前處理：將鍛件毛坯置于加熱爐中，加熱爐升溫至1250℃毛坯放入加熱爐中，根據(jù)毛坯尺寸大小保溫10h；

　?。?）、鍛造成型：

　　將加熱后的毛坯放入由凹模、凸模、套模和頂出機(jī)構(gòu)組成的鍛造成型模具中，始鍛溫度為1250℃，終鍛溫度為840℃，凸模與凹模施壓，單火次單道次鍛比為2，最后一道次為鍛比2，以1s-1變形速率使坯料沿套模內(nèi)壁聚料成型；保壓10s后，凸模與凹模卸載回程，坯料脫模后經(jīng)頂出機(jī)構(gòu)頂出鍛造成型后的齒輪；

　?。?）、鍛后冷卻：鍛件鍛后快冷至660℃等溫回火5h，保溫后隨爐冷卻至室溫。

　　所述的鍛件經(jīng)鍛造后內(nèi)部晶粒度等級(jí)為7級(jí)，滿(mǎn)足工程使用要求。