大型提升机主轴锻件材料配方及其晶粒细化加工工艺

摘要

大型提升机主轴锻件材料配方及其晶粒细化加工工艺，其特征在于：主轴锻件材料配方按重量百分比进行配制：C：0.4～0.48，Si：0.17～0.37，Mn：0.7～1.0，Mo：0.1～0.2，S：≤0.02，P：≤0.015，Ni：≤0.5，Cr：≤0.5，Cu：≤0.2，Nb：0.02～0.06，Fe：余量；各组分之和为百分之百。晶粒细化加工工艺采用：熔炼，铸造，锻压，锻后热处理，检测；在大型提升机主轴材料中加入微量Nb元素，可以在钢中形成析出相对晶界钉扎来抑制晶粒长大入，达到细化晶粒的目的，粒细化能够提高钢的强度和韧性，特别是韧性，从而使钢获得良好的强韧性匹配；采用调整锻件锻后热处理正火及回火工艺解决了主轴锻件晶粒粗大问题，满足了主轴的机械性能要求。

权利要求

1.一种大型提升机主轴锻件材料晶粒细化加工工艺，其特征在于：晶粒细化加工工艺采用：熔炼---铸造---锻压---锻后热处理---检测；

熔炼——首先对材料按重量百分比进行配制：C：0.4～0.48，Si：0.17～0.37，Mn：

0.7～1.0，Mo：0.1～0.2，S：≤0.02，P：≤0.015，Ni：≤0.5，Cr：≤0.5，Cu：≤0.2，Nb：

0.02～0.06，Fe：余量；材料先后投入熔炼炉进行熔炼；

铸造---对合金溶液进行铸造成锭坯；

锻压---采用锻压机对锭坯进行锻压成主轴锻件；

锻后热处理---采用由高温正火、低温正火、回火依次三个程序组成的锻后热处理工艺对主轴锻件进行一次热处理；热处理采用煤气热处理炉；高温正火温度：840～890℃、正火时间按锻件的有效截面计算为：0.5～1h/100mm；低温正火温度：780～830℃、正火时间按锻件的有效截面计算为：0.7～1.2h/100mm；回火温度：640～660℃、回火时间按锻件的有效截面计算为：8～12h/100mm；

检测---按要求对回火后的主轴锻件进行检测合格后再经后续机械加工成主轴成品，制作的大型提升机主轴材料中加入微量Nb元素，在钢中形成析出相对晶界钉扎来抑制晶粒长大，达到细化晶粒的目的，晶粒细化能够提高钢的强度和韧性，特别是韧性，从而使钢获得良好的强韧性匹配；采用调整锻件锻后热处理正火及回火工艺解决了主轴锻件晶粒粗大问题，满足了主轴的机械性能要求。

说明书

大型提升机主轴锻件材料配方及其晶粒细化加工工艺

[0001] 所属领域：

[0002] 本发明涉及晶粒细化加工工艺，尤其是大型提升机主轴锻件材料配方及其晶粒细化加工工艺。背景技术：

[0003] 矿井提升机主要的工作机构包括主轴装置和主轴承等，主轴是主轴装置的重要零件，是承受整个重量和传递扭矩的设备，其性能的优劣直接关乎提升机安全运行。随着矿井提升机设备大型化的发展，全自动化方向发展，提升机主轴规格也越来越大，主轴性能的优劣也越来越重要，如何保证提升机主轴的机械性能就显得尤其重要。

[0004] 为了保证大型提升机主轴锻件的探伤质量，所用钢锭多采用真空碳脱氧(VCD)工艺。VCD工艺的特点是不采用Al脱氧，钢水纯净度大为提高，保证了提升机主轴锻件超声波探伤的高质量要求。但是，由于钢中Al含量的降低，导致晶粒粗化倾向较为严重。目前大型提升机用主轴锻件的晶粒组织粗大并且不均匀性对主轴性能影响极大，而原始晶粒的大小又影响到最终热处理后的晶粒度，是造成目前大型提升机用主轴寿命短的主要原因。发明内容：

[0005] 为解决上述缺陷，本发明通过对大型提升机主轴锻件冶炼、锻造工艺进行分析，在真空碳脱氧(VCD)工艺基础上，通过向提升机主轴材料中加入微量Nb或Ti或V等元素以达到细化晶粒的目的。晶粒细化能够提高钢的强度和韧性，特别是韧性，从而使钢获得良好的强韧性匹配；以及采用调整锻件锻后热处理正火温度参数，以解决主轴锻件晶粒粗大问题，满足材料机械性能要求。

[0006] 工艺采用：熔炼---铸造---锻压---锻后热处理---检测.

[0007] 熔炼---首先对材料配方按重量百分比进行配制：C：0.4～0.48，Si：0.17～0.37，Mn：0.7～1.0，Mo：0.1～0.2，S：≤0.02，P：≤0.015，Ni：≤0.5，Cr：≤0.5，Cu：
≤0.2，Nb：0.02～0.06，Fe：余量；材料先后投入熔炼炉进行熔炼。

[0008] 铸造---对合金溶液进行铸造成锭坯。

[0009] 锻压---采用锻压机对锭坯进行锻压成主轴锻件。

[0010] 锻后热处理---采用由高温正火、低温正火、回火依次三个程序组成的锻后热处理工艺对主轴锻件进行一次热处理；热处理采用煤气热处理炉；高温正火温度：：840～890℃、正火时间按锻件的有效截面计算为：0.5～1h/100mm；低温正火温度：780～830℃、正火时间按锻件的有效截面计算为：0.7～1.2h/100mm；回火温度：：640～660℃、回火时间按锻件的有效截面计算为：8～12h/100mm。

[0011] 检测---按要求对回火后的主轴锻件进行检测合格后再经后续机械加工成主轴成品。

[0012] 有益效果：

[0013] 通过在大型提升机主轴材料中加入微量Nb元素，可以在钢中形成析出相对晶界