[发明专利]一种重型电动机轴的锻件制备方法

说明书

本发明公开的一种重型电动机轴的锻件制备方法，该方法包括以下步骤：(1)熔炼步骤；(2)锻造步骤；(3)热处理步骤：将步骤(2)锻造步骤制备的重型电动机轴的锻件毛坯进行热处理，整个热处理过程分为正火和回火两步，正火温度为910‑920℃，正火过程在均温后保温330秒，正火结束后，采用鼓风或喷雾冷却方式冷却至≤100℃；回火温度为600℃，回火过程在均温后保温660秒，回火结束后自然冷却至常温。本发明热处理过程中采用鼓风+喷雾冷却的工艺。其机械性能为：Rp0.2达到320‑330MPa，Rm达到520‑540MPa，A(L₀＝5d)达到28‑29％，Z达到69‑71％，KV₂达到115‑135J。

技术领域

本发明涉及一种重型电动机轴的锻件制备方法。

背景技术

轴类锻件是电动机转子部分的核心部件，保证了整个机组的安全运行。随着电动机制造业的不断进步，目前世界上重型电动机行业已广泛采用低合金高强度16Mn材料，保证了重型电动机正常的工作要求和安全要求。由于按照日本三菱重工标准制造的16Mn轴锻件技术要求高、工艺复杂、材料性能特殊，包括：

1.轴类零件的材料选用16Mn材料，然而性能要求却与Q345接近，尤其是屈服强度Rp0.2更是高于Q345。(Q345指标为≥265MPa，而电机轴零件却要求≥295MPa，这个指标对应16Mn材料的厚度仅为36～50mm)；

2.为保证焊接性能，最终性能热处理不允许采用淬火+回火，而必须采用正火+回火，且回火温度必须≥600℃；

3.上述热处理条件下，金相显微组织为铁素体+珠光体；

因以上技术关键点未被我国企业完全掌握，导致16Mn轴锻件产生机械性能、金相组织不符合要求等技术缺陷，此项制造技术一直被国外公司垄断，只能依靠国外进口，严重影响了我国重型电动机行业的发展和走国产化的进程，本发明针对16Mn轴锻件研究出一种性能热处理方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简便有效、锻件屈服强度≥295Mpa，采用正火+回火性能热处理工艺，金相显微组织为铁素体+珠光体，具有优良的焊接性能的重型电动机轴的锻件制备方法。

本发明目的可以通过以下技术方案来实现：

一种重型电动机轴的锻件制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)熔炼步骤：选取16Mn钢锭采用的熔炼方式为EAF(电弧炉)+LF(炉外精炼)+VD(真空脱气)制备重型电动机轴的钢锭；

(2)锻造步骤:

取8吨电液锤自由锻造方式将重型电动机轴的钢锭锻造成制备重型电动机轴的锻件毛坯，所述制备重型电动机轴的锻件毛坯由三段轴段依次连接而成，第一轴段外径为330±5mm，长度为805mm，第二轴段外径为360±7mm，长度为310±10mm，第三轴段外径为325±5mm，长度为3405mm，其中在第一轴段的端部留有30mm试样；所述重型电动机轴的钢锭按一定的温度曲线进行二级保温加热，始锻温度1160℃，终锻温度800℃，总锻造比为6.2，所述一定的温度曲线为:在500±20℃待炉4小时,接着升温至850±20℃,升温时间为4小时,升温至850±20℃后进行第一次保温，第一次保温时间为6小时；接着从 850±20℃升温至1160±20℃，升温时间为6小时，升温至1160±20℃后进行第二次保温，第二次保温时间为5小时；

(3)热处理步骤：

将步骤(2)锻造步骤制备的重型电动机轴的锻件毛坯进行热处理，整个热处理过程分为正火和回火两步，正火温度为910-920℃，正火过程在均温后保温330秒，正火结束后，采用鼓风或喷雾冷却方式冷却至≤100℃；回火温度为600℃，回火过程在均温后保温660秒，回火结束后自然冷却至常温。