风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法

摘要

本发明提供一种风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，包括齿轮轴预热、渗碳处理、降温处理、淬火处理、齿轮轴清洗、回火处理，整个过程控制加热温度、保温时间、渗碳浓度、冷却速度、淬火油温、炉气和压力等工艺参数。本发明，不仅解决了热处理过程中，渗碳淬火变形量过大，渗碳深度不一致，应力梯度大等问题，而且可以得到均匀、细腻的金相组织，从而得到高强度、高精度的花键，提高机械性能，保证传动质量，延长使用寿命。

权利要求

1.一种风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：a、齿轮主轴预热，将齿轮主轴加热至800°～850°下保温40min～90min，而后升温至

900°～940°并保温80min～120min；

b、渗碳处理，在900°～940°时进行渗碳处理，控制二氧化碳的浓度在0.8％～1.2％之间，持续渗碳时间为400min～500min；再将所述齿轮主轴在900°～940°下保温至少

150min，以使碳均匀扩散；

c、降温处理，将所述齿轮主轴空冷至800°～850°，并保温60～120min；

d、淬火处理，将所述齿轮主轴放置于温度在60°～80°的油中进行冷却，冷却时间至少为20min；

e、齿轮主轴清洗，将所述齿轮主轴放置于清洗机中进行浸泡清洗，所述清洗机的水温大于或等于80°，持续清洗时间至少为10min；

f、回火处理，将所述齿轮主轴加热至150°～200°并保温150min，然后空冷至室温。

2.如权利要求1所述的风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，其特征在于：在步骤d中，对所述齿轮主轴进行冷却时，对油进行高速搅拌。

3.如权利要求2所述的风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，其特征在于：在步骤d与步骤e之间，对所述齿轮主轴进行清水喷淋清洗，喷淋清洗的水温大于或等于

80°。

4.如权利要求3所述的风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，其特征在于：在步骤e与步骤f之间，对所述齿轮主轴进行清水喷淋清洗，喷淋清洗的水温大于或等于

80°。

5.如权利要求1所述的风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，其特征在于：在步骤a中，将齿轮主轴加热至810°下保温60min，而后升温至920°并保温90min。

6.如权利要求1所述的风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，其特征在于：在步骤b中，在920°时进行渗碳处理，控制二氧化碳浓度在1％，持续渗碳时间为440min。

7.如权利要求1所述的风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，其特征在于：在步骤c中，将所述齿轮主轴缓空冷至820°，并保温90min。

说明书

风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种热处理工艺，尤其涉及一种风电设备中风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法。

背景技术

[0002] 海上风电作为全球风电的最新技术，是未来最有可能降低风电发电成本的新技术，此项技术已经成为全球备受关注的一个热点。对于大型海上风电设备来说，风电机组的轻量化和长寿命成为研究此项技术难点。风电机组偏航齿轮主轴的重量较重、内部组织粗糙、表面渗碳层不均匀、热处理变形大、花键齿面硬度不够及齿面修型精度不高等问题成为凸显的技术瓶颈。

[0003] 在常规的热处理过程中，渗碳淬火处理往往使得零部件变形量过大，渗碳深度不一致，金相组织不均匀、不细腻，从而引起应力梯度，降低了零部件的使用寿命。在对齿轮主轴花键部位进行热处理时，传统工艺常采用防渗保护再加工的方式，避免齿轮主轴花键部位在渗碳淬火处理时变形量过大，但这种方式会削弱花键的强度，影响了齿轮主轴的传动质量，同样对零部件的使用寿命造成一定的影响。

发明内容

[0004] 【1】要解决的技术问题

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种能避免齿轮主轴花键部位的热处理过程对花键强度的削弱，影响齿轮主轴的传动质量等问题的风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法。

[0006] 【2】解决问题的技术方案

[0007] 本发明提供一种风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，包括以下步骤：

[0008] a、齿轮主轴预热，将齿轮主轴加热至800°～850°下保温40min～90min，而后升温至900°～940°并保温80min～120min；

[0009] b、渗碳处理，在900°～940°时进行渗碳处理，控制二氧化碳的浓度在0.8％～1.2％之间，持续渗碳时间为400min～500min；再将所述齿轮主轴在900°～940°下保温至少150min，以使碳均匀扩散；

[0010] c、降温处理，将所述齿轮主轴空冷至800°～850°，并保温60～120min；

[0011] d、淬火处理，将所述齿轮主轴放置于温度在60°～80°的油中进行冷却，冷却时间至少为20min；

[0012] e、齿轮主轴清洗，将所述齿轮主轴放置于清洗机中进行浸泡清洗，所述清洗机的水温大于或等于80°，持续清洗时间至少为10min；

[0013] f、回火处理，将所述齿轮主轴加热至150°～200°并保温150min，然后空冷至室温。

[0014] 进一步的，在步骤d中，对所述齿轮主轴进行冷却时，对油进行高速搅拌。

[0015] 进一步的，在步骤d与步骤e之间，对所述齿轮主轴进行清水喷淋清洗，喷淋清洗的水温大于或等于80°。

[0016] 进一步的，在步骤e与步骤f之间，对所述齿轮主轴进行清水喷淋清洗，喷淋清洗的水温大于或等于80°。

[0017] 进一步的，在步骤a中，将齿轮主轴加热至810°下保温60min，而后升温至920°并保温90min。

[0018] 进一步的，在步骤b中，在920°时进行渗碳处理，控制二氧化碳浓度在1％，持续渗碳时间为440min。

[0019] 进一步的，在步骤c中，将所述齿轮主轴空冷至820°，并保温90min。

[0020] 【3】有益效果

[0021] 本发明风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，不仅解决了热处理过程中，渗碳淬火变形量过大，渗碳深度不一致，应力梯度大等问题，而且可以得到均匀、细腻的金相组织，从而得到高强度、高精度的花键，提高机械性能，保证传动质量，延长使用寿命。

附图说明

[0022] 图1为本发明风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法曲线及数据。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图，详细介绍本发明实施例。

[0024] 参阅图1，本发明提供一种风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，包括以下步骤：

[0025] a、齿轮主轴预热，将齿轮主轴加热至800°～850°下保温40min～90min，而后升温至900°～940°并保温80min～120min；优选的，将齿轮主轴加热至810°下保温60min，而后升温至920°并保温90min；

[0026] b、渗碳处理，在900°～940°时进行渗碳处理，控制二氧化碳的浓度在0.8％～1.2％之间，持续渗碳时间为400min～500min；优选的，在920°时进行渗碳处理，控制二氧化碳浓度在1％，且持续渗碳时间为440min；再将所述齿轮主轴在920°下保温160min；

[0027] c、降温处理，将所述齿轮主轴空冷至800°～850°，并保温60～120min；优选的，将所述齿轮主轴空冷至820°，并保温90min，而后进行空冷；

[0028] d、淬火处理，将所述齿轮主轴放置于温度在60°～80°的油中进行冷却，冷却时间至少为20min，优选的为30min；且在冷却时，对油进行高速搅拌；

[0029] e、齿轮主轴清洗，将所述齿轮主轴放置于清洗机中进行浸泡清洗，所述清洗机的水温大于或等于80°，持续清洗时间至少为10min；优选的为15min；

[0030] f、回火处理，将所述齿轮主轴加热至150°～200°并保温150min，然后空冷至室温。

[0031] 本实施例中，在步骤d与步骤e之间，对所述齿轮主轴进行清水喷淋清洗10min，喷淋清洗的水温大于或等于80°；同时在在步骤e与步骤f之间，也对所述齿轮主轴进行清水喷淋清洗10min，喷淋清洗的水温大于或等于80°。

[0032] 本发明风电设备齿轮主轴的热处理微变形控制方法，不仅解决了热处理过程中，渗碳淬火变形量过大，渗碳深度不一致，应力梯度大等问题，而且可以得到均匀、细腻的金相组织，从而得到高强度、高精度的花键，提高机械性能，保证传动质量，延长使用寿命。