[发明专利]大型风电机组轴承专用钢球高压碎热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢球热处理工艺，特别涉及一种心部硬度符合国际标准，且批散差小的大型风电机组轴承专用钢球高压碎热处理工艺。

背景技术

 伴随着全球性风电行业的兴起，风电轴承得到了飞速发展，作为风电轴承承载件，钢球质量越来越得到风力发电行业的关注和重视。众所周之，在材料质量得到保证的前提下，热处理对钢球硬度、金相、压碎等寿命指标起着决定作用。由于国内行业与国外风电行业控制目标有些差异，国外主要以控制心部硬度为主，而国内客户大都以高压碎为主。由于热处理压碎很难保证国标的要求，且批散差大，因此在同步比较的基础上，研发对高合格率的高压碎钢球热处理工艺势在必行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种心部硬度符合国际标准，且批散差小的大型风电机组轴承专用钢球高压碎热处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种大型风电机组轴承专用钢球高压碎热处理工艺，由淬火、回火、检测三步骤构成；其创新点在于：所述淬火加热采用分段控制保护气流量，具体的，在钢球进炉之后开启保护气排出杂质气体，流量控制在10-15ml/min；当钢球达到淬火温度后关闭保护气，并保温一段时间，保温时间58-92min，淬火温度为830-850℃；所述淬火介质Na2CO3溶液，浓度控制在6-7%；所述回火阶段，回火温度为200-210℃，保温时间为300-320分钟。

进一步的，所述保护器为甲醇裂解气。

本发明的优点在于：利用风电钢球尺寸较大，使其在加工过程中加工余量大的特性，充分利用Na2CO3溶液在高温冷速比油快的特点，在不超过加工余量深度的贫/脱碳层基础上，实现了热处理压碎值的大幅提高，脱/贫碳层深度通过控制保护气流量大小和时间来实现。经测试，￠40.0000mm以上的高压碎风电球，压碎一次合格率达到100%。通过试验和统计，热处理调整后的成品压碎均值和散差较调整前分别提高15%和33%，钢球热处理指标完全满足风电设备要求。

具体实施方式

首先，调试风电钢球热处理设备，控制好淬火温度，回火温度和保护气流量和淬火剂浓度，保证各类参量处于受控状态，为风电钢球淬火作准备：设定时，钢球淬火温度830-850℃，回火温度200-210℃，Na2CO3溶液浓度6-7%。

具体的：￠40mm规格的风电钢球，保证淬火温度830-840℃（温控表设置于835℃）、回火温度200-205℃、Na2CO3溶液浓度6-7%；

￠50.8mm规格的风电钢球，保证淬火温度835-845℃（温控表设置于840℃）、回火温度205-210℃、Na2CO3溶液浓度6-7%；

￠60 mm规格的风电钢球，保证淬火温度840-850℃（温控表设置于845℃）、回火温度205-210℃、Na2CO3溶液浓度6-7%；

然后，将风电钢球置于风电钢球热处理设备中淬火加热，风电钢球的重量约80-90kG，在钢球加入热处理设备中后开启保护气，该保护气采用甲醇裂解气，控制流量为10-15ml/min，当钢球达到设定的淬火温度后，再关闭保护气，此过程中，保护气大约持续通入20分钟，关闭保护气并保温一段时间，保温时间58-92min，出炉淬火。

其中：￠40 mm规格的风电钢球，保温时间为58-62分钟；

￠50.8 mm规格的风电钢球，保温时间为73-77分钟；

￠60 mm规格的风电钢球，保温时间为88-92分钟；

风电钢球出炉淬火时，让炉体下倾，让钢球自然落入带有淬火工装的Na2CO3介质溶液中淬火，然后与介质一起出炉和介质一并冷透，该时间不得少于10分钟。冷透后的钢球立即吊出介质，准备回火。

风电钢球回火：将经过淬火的钢球放入回火炉内，在200-210℃的温度下进行回火，并保温300-320分钟后出炉。

风电钢球淬、回火压碎指标检测：严格按照JB/T1255-2001标准对各炉压碎进行检测，大于热处理压碎指标要求，即判为合格，可以流转生产。否则，视为不合格。

三种规格参数的风电钢球工艺试验和论证结果见下表：