风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺.pdf

本发明公开了一种风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺，通过倒入炉体内钢球进行升温、加温、保温使钢球热透、钢球在淬火池内进行三个阶段的冷却；再将淬火池内的钢球吊出，摆放到空气回火炉网带上进行保温；再通过辐射进行低温回火，从而降低表面硬度。最后将钢球从回火网带上导出，热处理淬火工艺完毕。本工艺在产品冷却时所采用的冷却介质及冷却方式对热处理件的性能起着重要作用。在淬火介质冷却技术上，同时还运用了介质体外循环热交换冷却。本生产工艺先进，质优价廉，极具市场竞争力。

1、  风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺，其特征在于：钢球心部硬度热处理淬火工艺步骤如下：①、将电炉上倾一定角度，钢球通过上球料斗倒入炉体内；②、冷球进入电炉内，开始升温，在15～30分钟内到达设定850℃；③、在炉中温度加温到800-900℃时进行保温，使钢球热透；④、将电炉缓慢下倾，使钢球一粒粒匀速进入淬火池内；⑤、钢球在淬火池内进行三个阶段的冷却：第一阶段：在淬火池内钢球从800-900℃高温掉入淬火介质，液相蒸发，形成一层薄的蒸汽膜；第二阶段：钢球表面形成大量的汽泡，新鲜的冷却液不断替代蒸汽膜，核沸腾形成；第三阶段：对流阶段，钢球表面直接与淬火液液体接触，依靠传导和对流进行冷却到60℃以下；⑥、将淬火池内的钢球吊出，摆放到空气回火炉网带上，在200℃的温度下进行保温，使钢球热透；在通过辐射进行低温回火，降低表面硬度；⑦、将钢球从回火网带上导出。

2、  根据权利要求1所述的风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺，其特征在于：所述步骤①中电炉上倾角度为25～50°，钢球的额定重量60～95Kg。

3、  根据权利要求1所述的风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺，其特征在于：所述步骤④中电炉下倾角度为40～60°。

4、  根据权利要求1所述的风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺，其特征在于：所述步骤⑤中的第一、二、三阶段的温度为均小于40℃。

5、  根据权利要求1所述的风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺，其特征在于：所述步骤⑥中辐射进行低温回火的时间为4小时，温度为200℃。

风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺
技术领域
本发明涉及一种钢球热处理淬火工艺，具体是一种风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺。
背景技术
由于其绿色环保，风力发电近年来受到了世界各个国家的高度重视，风电行业形势发展相当迅速。我国风电市场约需求风电轴承专用钢球3000万粒，国际市场需要约15亿粒。因此风能发电专用钢球具有广阔的市场前景。
由于风能设备用钢球湿度及载荷变化很大，因此要求产品具有较高的性能，如耐冲击性强、寿命长、可靠性高等，并能随着风向的变化而变化，而上述性能最主要在于钢球的心部硬度，心部硬度越硬，越适合风能设备的恶劣环境，而钢球心部硬度是通过热处理时淬火的温度、时间等因素决定的。但由于目前对该种钢球的处理技术还不成熟，对该种钢球的开发仍因生产工艺，特别是热处理工艺的不成熟，导致至今仍未生产出合格的风能设备专用钢球。
发明内容
本发明提供了一种风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺。
为了解决以上技术问题，本发明的一种风能发电设备专用钢球心部硬度热处理淬火工艺，钢球心部硬度热处理淬火工艺步骤如下：①、将电炉上倾一定角度，钢球通过上球料斗倒入炉体内；②、冷球进入电炉内，开始升温，在15～30分钟内到达设定850℃；③、在炉中温度加温到800-900℃时进行保温，使钢球热透；④、将电炉缓慢下倾，使钢球一粒粒匀速进入淬火池内；⑤、钢球在淬火池内进行三个阶段的冷却：第一阶段：在淬火池内钢球从800-900℃高温掉入淬火介质，液相蒸发，形成一层薄的蒸汽膜；第二阶段：钢球表面形成大量的汽泡，新鲜的冷却液不断替代蒸汽膜，核沸腾形成；第三阶段：对流阶段，钢球表面直接与淬火液液体接触，依靠传导和对流进行冷却到60℃以下；⑥、将淬火池内的钢球吊出，摆放到空气回火炉网带上，在200℃的温度下进行保温，使钢球热透；在通过辐射进行低温回火，降低表面硬度；⑦、将钢球从回火网带上导出。
所述步骤①中电炉上倾角度为25-50°，钢球的额定重量60～95Kg。
所述步骤④中电炉下倾角度为60°。
所述步骤⑤中第一、二、三阶段的温度为均小于40℃。
所述步骤⑥中辐射进行低温回火的时间为4小时，温度为200℃。
以上工艺的优点在于：在热处理生产过程中有两个重要环节：加热与冷却。在产品冷却时所采用的冷却介质及冷却方式对热处理件的性能起着重要作用。为了改善项目产品的使用性能及更好的发挥材料潜力的重要途径，我们对采取不同浓度的介质对产品硬度、变形量及组织的影响进行了分析研究，为制定合理的热处理工艺提供依据，我们选用合成淬火剂，在淬火槽中设置冷却器、加热器和循环装置，通过改变浓度和温度瞬间调整冷却特性，即在高温阶段冷却比水慢、比油快；产品在第二阶段快速冷却，得到淬火马氏体；当冷却进入第三阶段时，随温度降低，合成淬火剂会形成凝胶状薄膜，从而使工件的温度冷却变慢，不仅保持了大直径钢球盐浴淬火工艺的物理改性优势更从根本上解决了快速冷却和心部与表面两极区的硬度差的技术难点。
在淬火介质冷却技术上，同时还运用了介质体外循环热交换冷却，通过温控仪连接变量泵自动调节冷却水供给流量，稳定控制淬火介质稳定保持在40±3℃左右。
由于该产品生产工艺先进，质优价廉，极具市场竞争力，它投入批量生产，将使我国自行研制的风能发电专用钢球率先进入国内外市场，结束我国主要依赖进口的历史，可节约大量外汇，具有重要的现实意义和深远的社会意义。
具体实施方式
将电炉上倾30°角度，重量在60～95Kg的规格的钢球通过上球料斗进入炉体内；冷球进入电炉内，电炉开始升温，在15～30分钟内到达860°的温度，待钢球在炉中温度加温到860±1℃时进行保温，使钢球热透。
钢球热透后，将电炉缓慢下倾60°，使热透的钢球一粒粒匀速进入淬火池内。钢球在淬火池内进行三个阶段的冷却：第一阶段：在淬火池内钢球从860±1℃高温掉入水溶性淬火剂，通过在介质中液相蒸发2～3秒钟，形成一层薄的蒸汽膜；第二阶段：在薄的蒸汽膜形成后，钢球表面会随着新鲜的冷却液不断形成大量的汽泡，新鲜的冷却液不断替代蒸汽膜，形成核沸腾；第三阶段：对流阶段，钢球表面直接与水溶性淬火剂接触，依靠传导和对流进行冷却到60℃以下。
将淬火池内的钢球吊出，摆放到空气回火炉网带上，在200℃的温度下进行保温，使钢球热透；再通过辐射进行低温回火，回火4小时，回火温度为200℃，从而降低表面硬度。将钢球从回火网带上导出，热处理淬火工艺完毕，钢球进入下道程序。
通过上述工艺热处理淬火所得的钢球表面硬度降低，钢球内应力，获得理想的心部硬度均值。