专利名称：风电设备用风塔法兰环锻件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及到风力发电机设备MW级风电机组风电塔身塔体法兰，尤其涉及到该风塔法兰环锻件及其制备方法。
背景技术：
风能是一种清洁的可再生资源且蕴量巨大，越来越受到人们的重视。风力发电正是利用这一资源，作为一项新型产业正在冉冉升起。用于风力发电机设备MW级风电机组风电塔身塔体法兰是风电设备的承重件，需要在较强的风能、+40～-40℃环境温度下，满足承载负荷等特定使用要求；要求在比较恶劣的天气条件下，20年内不能出现质量问题。当前所使用的风塔法兰一般均采用标准HDJS-B2008-002中的Q345E材质制成的坯钢作为开始加工的原料，经下料、锻造制坯辗环、热处理、金加工等步序后制成符合要求的环锻件，然后再经进一步机械加工成为满足要求的风塔法兰。传统风塔法兰环锻件的缺点是由于材料成份、及理化指标允许的范围较大，锻造及热处理工艺简单粗犷，造成产品质量不稳定，尚难满足较强的风能、+40～-40℃环境温度下，安全、稳定地承受负载等特定使用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是将提供一种质量稳定可靠、能够满足恶劣环境使用要求的风电设备用风塔法兰环锻件及其制造方法。
所述的风电设备用风塔法兰环锻件，其特点是包含的各化学元素的重量组成如下C0.14～0.17％，Si0.15～0.35％，Mn；1.35～0.80％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，Cu≤0.20％，V0.05～0.10％，[O]≤20ppm，[H]≤2.0ppm，余量为Fe。上述风塔法兰环锻件可采用电转炉、以及炉外精炼、以及真空脱气的冶炼方法来得到连铸坯钢。
本发明所述的风电设备用风塔法兰环锻件的制造方法，包括如下工艺步序取由所述组份制成的坯钢为原料，经下料、锻造制坯辗环、热处理、金加工后得到所述的风塔法兰环锻件，其特点是对锻造制坯辗环后得到的工件进行粗车加工，粗车加工后工件的尺寸按环圈大小放余量4～12毫米，然后再进行热处理正火，热处理正火的工序为将工件放入炉中进行加热，装炉温度不大于250℃，加热速度不大于每小时180℃，温度升至890℃～910℃时，进行保温均热，最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温。
在选择原料坯钢时，坯钢中的非金属夹杂物满足下表要求
在锻造制坯辗环工序中的始锻温度不大于1150℃，终锻温度不低于850℃，锻造加热保温温度为1230℃至1270℃，锻造比≥5。
本发明的有益效果为对材料中的化学成份进行严格限定，并且调整生产工艺，由此生产出的产品具有较高机械强度、硬度、耐磨性、韧性和低温性能，产品的理化性能检测均好于欧标和顾客所需的质量指标。
具体实施例方式 下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。但本发明不应仅限于下面的实施例。
所述的风电设备用风塔法兰环锻件，其包含的各化学元素的重量组成如下C0.14～0.17％，Si0.15～0.35％，Mn1.35～0.80％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，Cu≤0.20％，V0.05～0.10％，[O]≤20ppm，[H]≤2.0ppm，余量为Fe。上述风塔法兰环锻件可采用电转炉、以及炉外精炼、以及真空脱气的冶炼方法来得到连铸坯钢。
本发明所述的风电设备用风塔法兰环锻件的制造方法，包括如下工艺步序 一、取由所述各组份制成的坯钢——如φ600的连铸圆坯钢锭为原料，并且坯钢中的非金属夹杂物满足下表要求
然后根据生产要求进行下料。
二、锻造制坯辗环，在此过程中，控制始锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻造加热保温温度为1230℃至1270℃，锻造比≥5；辗环后的环锻件表面缺陷深度≤5mm；内(外)径圆度≤5mm；端面平面度≤5mm。
三、对锻造制坯辗环后得到的工件进行粗车加工，粗车加工后工件的尺寸按环圈大小放余量为4～12毫米，并去除环锻件表面氧化物，保持平整度。
四、热处理过程包括热处理正火。
热处理正火工序为将工件放入炉中进行加热，并且每个工件按周长800～1200mm间须垫≥50mm等高垫块，隔3个工件中间垫≥60mm垫块，以便于炉气流动；加热速度不大于每小时180℃，温度升至890℃～910℃时，进行保温均热，保温均热时间根据环锻件的直径、厚度等尺寸确定，一般不低于1.5小时，环锻件越大时间越长，最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温。
五、精车加工，按产品加工图纸进行精车加工，作产品加工过程的标识移植、检查尺寸和表面质量。
六、对精车加工后的环锻件进行超声波探伤，环锻件按DINEN10223-3-1998探伤检测标准，及HDJY-T2008-003超声波检测工艺实施，进行100％全探。然后再进行理化性能检验，按机加工图检查尺寸和表面质量，检查原材料牌号和锻批号、零件号；按风塔法兰检测规范HDJY-Y2008-002，取样做硬度HB测试；热处理正火后的机械性能、晶粒度、非金属夹杂检测，环锻件的本体晶粒度应在GB/T6394-2002中的6级以上。环锻件的显微组织符合GB/T 13320-91要求。最后经产品标志后就可包装交付。
权利要求
1.风电设备用风塔法兰环锻件，其特征在于包含的各化学元素的重量组成如下C0.14～0.17％，Si0.15～0.35％，Mn1.35～0.80％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，Cu≤0.20％，V0.05～0.10％，[O]≤20ppm，[H]≤2.0ppm，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的风电设备用风塔法兰环锻件的制造方法，包括如下工艺步序取由所述组份制成的坯钢为原料，经下料、锻造制坯辗环、热处理、金加工后得到所述的风塔法兰环锻件，其特征在于
a)对锻造制坯辗环后得到的工件进行粗车加工，粗车加工后工件的尺寸按环圈大小放余量为4～12毫米，然后再进行热处理正火；
b)热处理正火工序为将工件放入炉中进行加热，装炉温度不大于250℃，加热速度不大于每小时180℃，温度升至890℃～910℃时，进行保温均热，最后将经保温均热后的工件移出炉外分散空冷至常温。
3.根据权利要求2所述的风电设备用风塔法兰环锻件的制造方法，其特征在于所述原料坯钢中的非金属夹杂物满足下表要求
。
4.根据权利要求2或3所述的风电设备用风塔法兰环锻件的制造方法，其特征在于所述锻造制坯辗环工序中的始锻温度不大于1150℃，终锻温度不低于850℃，锻造加热保温温度为1230℃至1270℃，锻造比≥5。
全文摘要
本发明公开了一种质量稳定可靠、能够满足恶劣环境使用要求的风电设备用风塔法兰环锻件，其包含的各化学元素的重量组成如下C0.14～0.17％，Si0.15～0.35％，Mn1.35～0.80％，P≤0.020％，S≤0.015％，Cr≤0.10％，Ti≤0.15％，Cu≤0.20％，V0.05～0.10％，[O]≤20ppm，[H]≤2.0ppm，余量为Fe。其制造方法包括如下工艺步序取由所述组份制成的坯钢为原料，经下料、锻造制坯辗环、热处理、金加工后得到所述的风塔法兰环锻件，其特点是对锻造制坯辗环后得到的工件进行粗车加工，然后再进行热处理；并且热处理过程包括热处理正火。所得产品能满足大型风电设备的要求。
文档编号C22C38/24GK101760697SQ200910231659
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者吴君三, 周云鹤, 胡振奇 申请人:张家港海陆环形锻件有限公司