《高寒地带电机轴用合金钢的制造方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高寒地带电机轴用合金钢的制造方法.pdf（6页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410838091.6 (22)申请日 2014.12.29 C21D 1/25(2006.01) C21D 1/60(2006.01) C21D 6/00(2006.01) (71)申请人宝钢轧辊科技有限责任公司 地址 213019 江苏省常州市钟楼区新冶路 41号 (72)发明人王永 胡现龙 陈伟 许强 王静妹 (74)专利代理机构常州市江海阳光知识产权代 理有限公司 32214 代理人孙晓晖 (54) 发明名称 高寒地带电机轴用合金钢的制造方法 (57) 摘要 本发明公开了一种高寒地带电机轴用合金 钢的制造方法，该合金钢的材质。
2、为42CrMo，包括 冶炼和锻造辊坯、调质淬火处理以及回火处理； 所述调质淬火处理的温度为790810，时间 为2030h；调质淬火处理后采用的冷却介质为 聚乙烯吡咯烷酮水溶液；所述回火处理的温度为 610630，时间为1525h。本发明通过对常 规42CrMo材质进行特殊的热处理，即降低调质淬 火温度以及采用聚乙烯吡咯烷酮水溶液作为冷却 介质，这样能够制得近表面以及1/2半径处均能 够满足-20冲击功27J的较大规格电机轴，相 比于现有技术通过添加价格较高的微合金化元素 而言，大大降低了生产成本，而且工艺简单，适合 于工业化大规模生产。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识。
3、产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104451046 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104451046 A 1/1页 2 1.一种高寒地带电机轴用合金钢的制造方法，该合金钢的材质为42CrMo，包括冶炼和 锻造辊坯、调质淬火处理以及回火处理；其特征在于：所述调质淬火处理的温度为790 810，时间为2030h；调质淬火处理后采用的冷却介质为聚乙烯吡咯烷酮水溶液。 2.根据权利要求1所述的高寒地带电机轴用合金钢的制造方法，其特征在于：所述调 质淬火处理的温度为800，时间为25h。 3.根据权利要求1或2所述的高寒。
4、地带电机轴用合金钢的制造方法，其特征在于：所 述回火处理的温度为610630，时间为1525h。 4.根据权利要求3所述的高寒地带电机轴用合金钢的制造方法，其特征在于：所述回 火处理的温度为620，时间为20h。 权 利 要 求 书CN 104451046 A 1/3页 3 高寒地带电机轴用合金钢的制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种轴用合金钢的制造方法，具体涉及一种高寒地带电机轴用合金钢 的制造方法。 背景技术 0002 电机轴是发电机最关键的零部件之一，在使用过程中承受的载荷较为复杂，工作 环境较为恶劣，尤其对于一些在高寒地带（高原和寒冷地带）使用的发电机，其电机轴要求 具有较好的。
5、低温冲击韧性（-20冲击功27J），以避免发生低温脆性断裂。 0003 目前制造该类电机轴的材质主要是34CrNiMo6和42CrMo。 0004 34CrNiMo6具有较高的强度，较好的韧性以及良好的淬透性能，其低温冲击韧性较 好，能够满足各种规格电机轴要求。但34CrNiMo6中Ni的含量较高，导致其生产成本较高。 0005 42CrMo的化学成分及重量百分比如下：碳0.380.45%，硅0.170.37%，锰 0.500.80%，铬0.901.20%，钼0.150.25%，磷0.035%，硫0.035%，余量为铁和 不可避免的杂质。由于不含镍元素，42CrMo相对于34CrNiMo6而言。
6、成本较低。但是其低温 冲击韧性与34CrNiMo6相比有明显差距。 0006 中国专利文献CN101294261A公开了一种大型风电主轴用合金结构钢，该文献通 过在42CrMo的基础上加入0.30%的镍来提高低温冲击韧性。该文献的不足在于：（1）镍 的加入会导致生产成本增加；（2）0.30%的镍添加量对于钢的淬透性没有明显作用（通常需 要1%以上添加量），因此，对于规格较大的电机轴（一般150mm），该合金结构钢只能满 足近表面（25.4mm）的低温冲击韧性要求，无法满足电机轴1/2半径处的低温冲击韧性要 求。 0007 中国专利文献CN102041456A公开了一种风电主轴用钢及其制造方法，。
7、该文献通 过在42CrMo的基础上加入适当的微合金化元素Zr、B、Ti以提高钢的淬透性和低温韧性，并 且在制造过程中通过两次细化处理保证最终的性能要求。该文献的不足在于：虽然能够满 足较大规格电机轴1/2半径处的低温冲击韧性要求，但是合金的加入同样导致生产成本较 高，而且两次细化处理使得工艺较为复杂，不适合工业化大规模生产。 发明内容 0008 本发明的目的在于解决现有技术中常规的42CrMo无法满足较大规格电机轴1/2 半径处-20冲击功27J的要求以及改进的42CrMo生产成本较高、工艺复杂、不适合工业 化大规模生产等技术问题，提供一种生成成本较低、工艺简单、适合工业化大规模生产的高 寒地。
8、带电机轴用合金钢的制造方法。 0009 实现本发明目的的技术方案是：一种高寒地带电机轴用合金钢的制造方法，该合 金钢的材质为42CrMo，包括冶炼和锻造辊坯、调质淬火处理以及回火处理。 0010 42CrMo常规热处理工艺见图1，其调质淬火温度为840860，并且采用油冷。 0011 但是，申请人发现，在840860的温度下进行调质淬火处理将会使晶粒变得 说 明 书CN 104451046 A 2/3页 4 粗大，从而导致韧性降低。申请人经过大量实验发现将调质淬火温度降至790810，优 选800，则可以获得细小的晶粒，同时将调质淬火时间由常规的1015h延长至20 30h，优选25h，则可以。
9、促使铁素体向奥氏体转变，使得奥化更为充分，从而改善低温冲击韧 性。 0012 另外，申请人还发现，采用油冷获得的是以粒状贝氏体为主的显微组织，其韧性较 差，难以满足低温冲击韧性的要求；而采用水冷虽然可以获得回火后强度和韧性较好的马 氏体和下贝氏体组织，但是由于调质淬火温度只有790810，温度较低，采用水冷则 很容易全部冷透，从而导致开裂。因此，本发明采用冷却速度介于油与水之间的聚乙烯吡咯 烷酮水溶液作为冷却介质，这样既能够保证冷却到下贝氏体转变温度，从而获得细小的马 氏体和下贝氏体的组织，以使回火处理后获得良好的强度和韧性，同时又不至于全部冷透， 避免开裂。具体的冷却时间则根据规格大小而定。。
10、 0013 所述回火处理的温度为610630，优选620；时间为1525h，优选20h。 0014 本发明的42CrMo热处理工艺见图2。 0015 本发明具有的积极效果：本发明通过对常规42CrMo材质进行特殊的热处理，即降 低调质淬火温度以及采用聚乙烯吡咯烷酮水溶液作为冷却介质，这样能够制得近表面以及 1/2半径处均能够满足-20冲击功27J的较大规格电机轴，相比于现有技术通过添加价 格较高的微合金化元素而言，大大降低了生产成本，而且工艺简单，适合于工业化大规模生 产。 附图说明 0016 图1为42CrMo常规热处理工艺。 0017 图2为本发明的42CrMo热处理工艺。 具体实施方式 。
11、0018 （实施例1） 本实施例为210mm*2955mm规格的高寒地带电机轴用合金钢的制造方法，包括： 按照常规工艺冶炼和锻造42CrMo材质辊坯。 0019 将辊坯粗加工后，加热至800保温25h进行调质淬火处理，然后用聚乙烯吡咯 烷酮（PVP）水溶液冷却。 0020 将调质淬火处理后的辊坯加热至620进行回火处理，保温20h后空冷。 0021 测试该电机轴近表面以及1/2半径处-20冲击功，结果见表1。 0022 （实施例2实施例4） 各实施例与实施例1基本相同，不同之处见表1。 0023 表1 实施例1实施例2实施例3实施例4 淬火温度800810800790 淬火时间25h 20h 。
12、25h 30h 电机轴规格210mm*2955mm210mm*2955mm288mm*2714.5mm288mm*2714.5mm 近表面-20冲击功50J 44J 46J 45J 1/2半径处-20冲击功47J 40J 43J 41J 说 明 书CN 104451046 A 3/3页 5 0024 （对比例1对比例5） 各对比例与实施例1基本相同，不同之处见表2。 0025 表2 对比例1对比例2对比例3对比例4对比例5 淬火温度800800850850850 淬火时间25h 25h 13h 13h 13h 冷却介质油水油水PVP 电机轴直径210mm210mm210mm210mm210mm 近表面-20冲击功28J 47J 25J 27J 30J 1/2半径处-20冲击功10J 31J 8J 20J 22J 0026 虽然对比例2也能获得1/2半径处-20冲击功27J的较大规格电机轴，但是多 次实验会发生开裂现象。 说 明 书CN 104451046 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 104451046 A 。