本发明提供一种风电齿圈用锻件及其锻造方法，该锻件按重量百分比计，其成分包含：C：0.47‑0.52％、Si：0.20‑0.40％、Mn：0.75‑0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05‑1.20％、Mo：0.20‑0.30％、Al：0.015‑0.04％、Ni：0.30‑0.42％、Cu：0.05‑0.1％、W：0.1‑0.2％；Ti的含量不大于0.01％、V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的含

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112176252 A (43)申请公布日 2021.01.05 (21)申请号 1.8 C22C 38/46 (2006.01) C22C 38/50 (2006.01) (22)申请日 2020.09.21 B21J 5/00 (2006.01) (71)申请人 江阴方圆环锻法兰有限公司 C21D 1/28 (2006.01) 地址 214400 江苏省无锡市江阴市周庄镇 C21D 1/18 (2006.01) 伞墩东路51号 C21D 1/10 (2006.01) (72)发明人 赵清赵元俊赵春良 C21D 9/40 (2006.01) (74)专利代理机构 无锡坚恒专利代理事务所 (普通合伙) 32348 代理人 刘宏亮 (51)Int.Cl. C22C 38/02 (2006.01) C22C 38/04 (2006.01) C22C 38/06 (2006.01) C22C 38/44 (2006.01) C22C 38/42 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 (54)发明名称 风电齿圈用锻件及其锻造方法 (57)摘要 本发明提供一种风电齿圈用锻件及其锻造 方法，该锻件按重量百分比计，其成分包含：C： 0.47 ‑0.52％、Si：0.20 ‑0.40％、Mn：0.75 ‑ 0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05‑ 1.20％、Mo：0.20‑0.30％、Al：0.015‑0.04％、Ni： 0.30‑0.42％、Cu：0.05‑0.1％、W：0.1‑0.2％；Ti 的含量不大于0.01％、V的含量不大于0.05％，其 余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质 为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于 20PPm、O的含量不大于20PPm。 A 2 5 2 6 7 1 2 1 1 N C CN 112176252 A 权利要求书 1/1页 1.风电齿圈用锻件，其特征是：按重量百分比计，其成分包含：C：0.47-0.52％、Si： 0.20-0.40％、Mn：0.75-0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05-1.20％、Mo：0.20- 0.30％、Al：0.015-0.04％、Ni：0.30-0.42％、Cu：0.05-0.1％、W：0.1-0.2％；Ti的含量不大 于0.01％、V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质为：H 的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O的含量不大于20PPm。 2.风电齿圈用锻件的锻造方法，其特征是：包括以下步骤： S1：下料：去除Φ600mm圆钢端部不平组织，量取1595mm进行下料锯切； S2：加热：将坯料置入天然气加热炉中加热，首先升温至800℃后保温1.5h，在升温 至1200℃，保温3h后出炉； S3：锻造：采用油压机辅以操作机进行锻造，初锻温度为1200℃，终锻温度为850℃，采 用三墩两拔进行作业，首先将坯料墩粗至930mm，再拔长至1300mm，接着墩粗至750mm，再拔 长至1000mm，最后墩粗至565mm，锻造比大于5，接着在中间冲孔Φ320mm后进行修整成型，形 成锻造坯料尺寸为Φ1028×Φ320×565； S4：碾环：在碾环机上将锻造坯料碾环至Φ1883×Φ1579×502，初锻温度为1150℃，终 锻温度为850℃，锻造比为13.8；  S5：锻后正火处理，升温至900℃后保温7-8h后进行空冷；  S6：第一次粗加工； S7：调质处理，调质采用水淬、工业介质冷结合的双液淬火工艺，其具体为：首先升温至 860℃，保温4-5h，而后采用水温为20-45℃的水进行水淬火360秒，接着采取了温度为为20-40 ℃，浓度为5.5-6％的工业介质淬火550秒，而后升温至590℃保温9-10h，后进行空冷； S8：精加工后进行表面感应加热淬火，加热速度为100℃/s 300℃/s，加热温度到900℃~ ~950℃，保温3s，再以80℃/s 100℃/s的冷却速度淬火至室温。~ 2 2 CN 112176252 A 说明书 1/3页 风电齿圈用锻件及其锻造方法 技术领域 [0001] 本发明涉及一种风电齿圈用锻件及其锻造方法。 背景技术 [0002] 现存技术中的风电齿圈用锻件及其锻造方法，如CN9.0公开的其成分 包含：C：0.41-0.45％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.75-0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr： 1.05-1.20％、Mo：0.20-0.30％、Al：0.015-0.04％、Ni：0.15-0.30％、Cu：≤0.30％、Ti的含 量不大于0.01％、V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂 质为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O的含量不大于20PPm。 [0003] 存在其不足以满足齿圈芯部高强度的机械性能以及硬度要求，而且其材料提高化学 成分后，因淬透 性高而产生开裂问题。 发明内容 [0004] 本发明的目的是克服上述技术的不足，从而提供一种风电齿圈用锻件，通过增 加适量的W元素以及Cu元素，以及提高C以及Ni含量，得到了满足锻件的对于淬透性、表面淬 火硬度以及抵抗腐蚀能力的要求。 [0005] 本发明所采用的技术方案是这样的：一种风电齿圈用锻件，按重量百分比计，其成 分包含：C：0.47-0.52％、Si：0.20-0.40％、Mn：0.75-0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、 Cr：1.05-1.20％、Mo：0.20-0.30％、Al：0.015-0.04％、Ni：0.30-0.42％、Cu：0.05-0.1％、W： 0.1-0.2％；Ti的含量不大于0.01％、V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质， 其中不可避免的杂质为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O的含量不大于 20PPm。 [0006] 本发明的目的是克服上述技术的不足，从而提供一种风电齿圈用锻件的锻造方 法。 [0007] 本发明所采用的另一技术方案是这样的：一种风电齿圈用锻件的锻造方法，包括 以下步骤： S1：下料：去除Φ600mm圆钢端部不平组织，量取1595mm进行下料锯切；S2：加热：将坯料 置入天然气加热炉中加热，首先升温至800℃后保温1.5h，在升温至1200℃，保温3h后 出炉；S3：锻造：采用油压机辅以操作机进行锻造，初锻温度为1200℃，终锻温度为850℃，采 用三墩两拔进行作业，首先将坯料墩粗至930mm，再拔长至1300mm，接着墩粗至750mm，再拔 长至1000mm，最后墩粗至565mm，锻造比大于5，接着在中间冲孔Φ320mm后进行修整成型，形 成锻造坯料尺寸为Φ1028×Φ320×565；S4：碾环：在碾环机上将锻造坯料碾环至Φ1883× Φ1579×502，初锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻造比为13.8；S5：锻后正火处理，升 温至900℃后保温7-8h后进行空冷；S6：第一次粗加工；S7：调质处理，调质采用水淬、工业介 质冷结合的双液淬火工艺，其具体为：首先升温至860℃，保温4-5h，而后采用水温为20-45 ℃的水进行水淬火360秒，接着采取了温度为为20-40℃，浓度为5.5-6％的工业介质淬火550 3 3 CN 112176252 A 说明书 2/3页 秒，而后升温至590℃保温9-10h，后进行空冷；S8：精加工后进行表面感应加热淬火，加热速 度为100℃/s 300℃/s，加热温度到900℃ 950℃，保温3s，再以80℃/s 100℃/s的冷却速度~ ~ ~ 淬火至室温。 [0008] 通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：通过提供C含量能够形成强碳化 物，回火过程中能析出MC而产生二次硬化效应来保证耐冲击性以及提供足够的强度；而 且提高了Ni含量，其低温冲击韧性并没有因C元素的增加而大幅度降低，提高的锻件的芯 部的韧性，保证能够很好的满足对于高韧性的要求，另外加入W有助于Mo元素发挥其高淬透性，两 元素之间的协同作用发挥了其最优性能，此外进行表面感应加热淬火保证了锻件的表面淬 火硬度。 具体实施方式 [0009] 以下结合具体实施方式来进一步说明本发明。 [0010] 本发明公开一种风电齿圈用锻件，按重量百分比计，其成分包含：C：0.47-0.52％、 Si：0.20-0.40％、Mn：0.75-0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05-1.20％、Mo：0.20- 0.30％、Al：0.015-0.04％、Ni：0.30-0.42％、Cu：0.05-0.1％、W：0.1-0.2％；Ti的含量不大 于0.01％、V的含量不大于0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质为：H 的含量不大于2.0PPm、Ca的含量不大于20PPm、O的含量不大于20PPm。 [0011] 对比现存技术中CN9.0公开的其成分包含：C：0.41-0.45％、Si：0.20- 0.40％、Mn：0.75-0.90％、P：≤0.020％、S：≤0.015％、Cr：1.05-1.20％、Mo：0.20-0.30％、 Al：0.015-0.04％、Ni：0.15-0.30％、Cu：≤0.30％、Ti的含量不大于0.01％、V的含量不大于 0.05％，其余为Fe和不可避免的杂质，其中不可避免的杂质为：H的含量不大于2.0PPm、Ca的 含量不大于20PPm、O的含量不大于20PPm，其C含量提高至0.47-0.52％而且Ni：含量提高至 0.30-0.42％，通过提供C含量能够形成强碳化物，回火过程中能析出MC而产生二次硬化效 应来保证耐冲击性以及提供足够的强度；而且提高了Ni含量，其低温冲击韧性并没有因 为C元素的增加而大幅度降低，保证能够很好的满足对于高韧性的要求；另外加入了W元素，其有助 于Mo元素发挥其高淬透性，两元素之间的协同作用发挥了其最优性能。 [0012] 一种风电齿圈用锻件的锻造方法，包括以下步骤： S1：下料：去除Φ600mm圆钢端部不平组织，量取1595mm进行下料锯切； S2：加热：将坯料置入天然气加热炉中加热，首先升温至800℃后保温1.5h，在升温 至1200℃，保温3h后出炉； S3：锻造：采用油压机辅以操作机进行锻造，初锻温度为1200℃，终锻温度为850℃，采 用三墩两拔进行作业，首先将坯料墩粗至930mm，再拔长至1300mm，接着墩粗至750mm，再拔 长至1000mm，最后墩粗至565mm，锻造比大于5，接着在中间冲孔Φ320mm后进行修整成型，形 成锻造坯料尺寸为Φ1028×Φ320×565； S4：碾环：在碾环机上将锻造坯料碾环至Φ1883×Φ1579×502，初锻温度为1150℃，终 锻温度为850℃，锻造比为13.8； S5：锻后正火处理，升温至900℃后保温7-8h后进行空冷； S6：第一次粗加工； S7：调质处理，调质采用水淬、工业介质冷结合的双液淬火工艺，其具体为：首先升温至 4 4 CN 112176252 A 说明书 3/3页 860℃，保温4-5h，而后采用水温为20-45℃的水进行水淬火360秒，接着采取了温度为为20-40 ℃，浓度为5.5-6％的工业介质淬火550秒，而后升温至590℃保温9-10h，后进行空冷； S8：精加工后进行表面感应加热淬火，加热速度为100℃/s 300℃/s，加热温度到900℃~ ~950℃，保温3s，再以80℃/s 100℃/s的冷却速度淬火至室温。~ [0013] 采用了表面感应加热淬火保证了锻件的表面淬火硬度。 [0014] 以上显示和描述了本发明的基础原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应 该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。 5 5

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