[发明专利]MW级风电扭转轴及其制备工艺

权利要求书

1. MW级风电扭转轴，其特征在于：所述MW级风电扭转轴其铸态坯料低倍组织的长枝晶一次臂与轴心成25-65°角。

2.按照权利要求1所述MW级风电扭转轴，其特征在于：所述MW级风电扭转轴其热处理后的微观组织为具有马氏体位相的回火索氏体或回火索氏体。

3.一种权利要求1或2所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于：通过采用自耗电极进行电渣熔铸方法制备扭转轴，其工艺参数为：

a、渣系与渣量控制：

渣系成分为CaF₂和Al₂O₃，其重量比为：CaF₂：Al₂O₃=60～70：30～20，渣量为铸件重量的1.5～5%；

b、引燃方式：

采用固态或液态渣引燃，其化学成分以重量百分比计为TiO₂：40%～60%，CaF₂：60%～40%；

c、供电参数的选择：

熔铸电压和电流为：

U=[(0.5～0.7）D_结晶器+（25～35）] 

I=[(580～680)+(30～36)d_电极] 

上式中D_结晶器、d_电极分别为结晶器和电极截面积的等效直径，单位为mm，U的单位为V，I的单位为A；

其中采用的自耗电极为GS-18NiMoCr3-6钢、GS-34CrNiMo6钢或GS-42CrMo4钢；电极尺寸：直径范围Φ140～Φ350 mm，长度范围6000～20000mm。

4.按照权利要求3所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于：在CaF₂—Al₂O₃渣系中加入少量MgO和CaO，其加入总重量≤10%。

5.按照权利要求3或4所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于：熔铸后采用预热处理工艺，热处理温度为750～780℃，铸件随炉冷却；之后采用防变形及防裂纹工艺进行调质处理：淬火840-980℃，回火520-640℃。

6.按照权利要求3、4或5所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于：采用的结晶器分为曲柄结晶器和常规轴结晶器两部分，曲柄结晶器部分由节Ⅰ（21）、节Ⅱ（22）、节Ⅲ（23）、节Ⅳ（24）构成，常规轴结晶器部分为节Ⅴ（25）；

结晶器是由与曲柄形状相适应的内腔型板（5）、水缝板（11）、水套板（12）及在曲柄最厚位置处增设的过渡型腔（15）构成，水缝板（11）设置在内腔型板（5）的外侧、水套板（12）的内侧，在水缝板（11）与水套板（12）之间为水套（14），水套（14）下部固设有多个进水管（4）、上部固设有多个出水管（3），进出水管分别在贴近上下法兰位置并与法兰板成角5°-15°；内腔型板（5）、水缝板（11）、水套板（12）和水套（14）通过上法兰（1）、下法兰（2）和立法兰（13）密封连接；在曲柄结晶器上增加在曲柄最厚位置与常规轴位置的过渡型腔（15），过渡型腔（15）高度为150-300mm，采用圆角过渡。

7.按照权利要求6所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于：所述结晶器具有退让辅助设施，即温度监测装置，所述温度监测装置由插入结晶器内腔的热电偶（16）以及热电偶（16）外接的连接数据采集器组成；在结晶器上设置退让辅助装置，该装置由U型槽a（6）、U型槽b（7）、千斤顶（9）和L板（18）组成，通过千斤顶（9）牵动L板（18）沿U型槽滑动。

8.按照权利要求6所述MW级风电扭转轴的制备工艺，其特征在于：在内腔型板（5）及水缝板（11）之间设置型板加强筋（10），并与内腔型板（5）及水缝板（11）焊接成一整体，将内腔型板（5）外侧分隔成四个区域，每个区域形成独立水循环，内腔型板（5）与水缝板（11）之间的水缝宽度为15—45mm，均匀过渡；水套（14）装设在水缝板（11）外50-100mm处。