[发明专利]一种减少风电螺栓横截面心表硬度差的热处理工艺

说明书

本发明公开了一种减少风电螺栓横截面心表硬度差的热处理工艺，属于金属热处理技术领域，该热处理工艺对淬火和回火参数进行控制，使得M56以上的大规格螺栓横截面心表硬度差有明显的减少，经过合理的梯度回火工艺处理后，螺栓心表硬度差最大在20HV，满足了10.9级风电螺栓心表硬度差≤30HV的要求。无需进行二次热处理挽救，因此也减少了二次热处理成本和材料报废的损失。

技术领域

本发明属于金属热处理技术领域，具体涉及一种减少风电螺栓横截面心表硬度差的热处理工艺。

背景技术

随着风电机组的高性能化和材料使用应力提高，对螺栓提出了更高的设计应力和减重的要求，而最有效的措施是提高螺栓用钢的强度。目前，风电高强度螺栓大部分选用10.9级，其抗拉强度Rm≥1040Mpa，断后伸长率A≥9％，断面收缩率Z≥48％，低温冲击吸收能量(-40℃)KV2≥27J。为保证风电紧固件能够得到较高的强度，通常选用42CrMo、B7等钢种制作风电螺栓。但是，现有调质热处理工艺参数控制较为粗糙，容易出现表面硬度高，心部硬度低的问题，导致心表硬度差＞30HV，只能采用二次热处理来挽救，还可能因此整批报废。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种减少风电螺栓横截面心表硬度差的热处理工艺，该工艺能够减少大规格风电螺栓横截面心表硬度差，减少二次热处理成本和材料报废的损失。

技术方案：本发明所述的一种减少风电螺栓横截面心表硬度差的热处理工艺，包括如下步骤：

(1)将风电螺栓加热到880±5℃，保温150-180min，进行水溶剂淬火；

(2)淬火后的风电螺栓进行分段式梯度回火，第一段和第二段的回火温度均为540±5℃，保温时间均为90-120min，第三段和第四段的回火温度均为565±5℃，保温时间均为60-90min；

(3)对回火后的风电螺栓水冷。

具体的，所述风电螺栓为42CrMo风电螺栓。

有益效果：与现有技术相比，该热处理工艺对淬火和回火参数进行控制，使得M56以上的大规格螺栓横截面心表硬度差有明显的减少，经过合理的梯度回火工艺处理后，螺栓心表硬度差最大在20HV，满足了10.9级风电螺栓心表硬度差≤30HV的要求。无需进行二次热处理挽救，因此也减少了二次热处理成本和材料报废的损失。

具体实施方式

结合国内某厂采用本发明的工艺方法对风电螺栓进行热处理的案例，对该工艺能够产生的具体技术效果进一步详细说明。

具体的，对M56mm以上规格的42CrMo风电螺栓分三炉进行热处理，三炉的炉号分别为1、2、3。均采用网带炉对风电螺栓进行加热，采用网带回火炉进行分段式梯度回火。

炉号1的加热温度880℃上下5℃波幅，保温时间150min，然后采用浓度5％的PIG水溶剂淬火。淬火后的风电螺栓送入网带回火炉，1-2段温度均控制在540摄氏度，上下5℃波幅，1-2段保温时间分别为90min和120min。3-4段温度均控制在565℃，上下5℃波幅，3-4段保温时间分别为60min和90min，出炉水冷。

炉号2的工艺过程和温度控制与炉号1相同，所不同的部分包括采用浓度6.7％的PIG水溶剂淬火，而在1-2段保温时间分别控制在100min和110min，3-4段保温时间分别控制在75min和86min。

炉号3的工艺过程和温度控制也与炉号1相同，不同的部分包括采用浓度8％的PIG水溶剂淬火，而在1-2段保温时间分别控制在98min和106min，3-4段保温时间分别控制在70min和80min。

对上述三炉风电螺栓进行检验，结果如表1所示：

表1风电螺栓硬度数据