技术领域
[0001] 本
发明涉及
钢球加工领域，具体的说是一种风电大球抛光工艺。
背景技术
[0002] 由于其绿色环保，
风力发电近年来受到了世界各个国家的高度重视，风电行业形势发张相当迅速。我国风电市场约需求风电
轴承专用钢球3000万粒，国际市场需要约15亿粒。因此
风能发电专用钢球具有广阔的市场前景。在风力发
电机上的钢球轴承一般有：
偏航轴承、变桨轴承、发电机轴承。如
水平轴风力发电机必须偏航实现对风，偏航轴承是偏航系统中的重要部件，其位于
机舱的底部，承载着风力发电机主
传动系统的全部
质量，并传递
气动到
塔架，准确适时地调整风力发电机的迎风
角度，风力发电机开始偏转时，偏航
加速度将产生很大的力矩，同时偏航
齿轮上还将承受相当大陀螺力知，易造成轴承的疲劳失效。
[0003] 根据机组轴承的工作特点，该轴承应具有高可靠性、运转灵活严防海上盐雾并且寿命超过20年，对于机组变桨轴承一样，在工作时也会承受较大的旋转力矩，易出现提前失效。
[0004] 发电机轴承连续高速工作，因此要求实施高
精度、低振动和低噪间。由于风力
发电机组在野外高空环境中风沙、雨水、盐雾、潮湿等恶劣环境下工作，同时要其运行平稳、安全可靠、寿命长（一般要求20年），无故障运行13万小时以下，可靠度达到99.9%，同时安装在数十米高空中，其吊装和更换极其不便，所以对于风电轴承用的钢球的要求，（1）高
接触疲劳强度（2）高
耐磨性（3）高弹性极限（4）适宜的硬度（5）高冲击韧性（6）良好的尺寸
稳定性⑺较好的抗耐
腐蚀等特点。
[0005] 对于这种风电轴承用的钢球在
制造过程中，通常需要经
过冷镦、
热处理、硬磨、初研、抛光、强化、精研和清洗等几大工序。在抛光工序中，由于风电大球抛光劳动强度大，设备和人员所处生产环境的相对噪声较大，且在生产过程中难以把握好最终质量。由于抛光过程容易失控，经常因抛光时长不足而出现钢球抛光不干净的现象，或是因抛光时间过长，导致钢球表面有划伤、擦伤，从而导致探伤不合格品偏多，但实际钢球本身却没有问题，即是合格品，这样一种现象给最终产品的合格率和生产成本带来一定影响。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够使得钢球抛光干净、避免探伤时出现误判现象的风电大球抛光工艺。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种风电大球抛光工艺，风电大球整体制造工艺包括原材料选用、成型、球化
退火、光磨、热处理、硬磨、二次回火、一次
研磨、抛光、
涡流探伤、两次研磨、清洗、检验和涂油
包装十四个阶段，其创新点在于：在抛光阶段中，将一次研磨后的钢球倒入抛光桶内进行定时化抛光处理，抛光的时间为9-10min。
[0008] 进一步的，所述原材料采用GCr15轴承钢，其
氧含量不超过10ppm,
钛含量不超过30ppm，大颗粒状夹杂物DS类小于1.5级。
[0009] 进一步的，所述成型阶段是以封闭中频快速加热至760℃ 800°C，采用
合金开式切~刀然后对传动到刀具处的原材料通过刀具切割成均等的小段，然后使用上料、压紧料段，通过成型模具进行镦压成形。
[0010] 进一步的，所述热处理阶段将钢球在电炉中以830—860℃下进行保温，使钢球热透，再将钢球一粒粒倒入淬火池内进行冷却，冷却阶段完成后，从淬火池内吊出摆放到空气回火炉网带上，进行低温回火后再在200 230℃下进行保温240-270分钟；所述二次回火温~度150 160度，时间在120-150分钟。
~
[0011] 进一步的，所述冷却阶段分为三个阶段：第一阶段：将热透的钢球倒入35-45℃的
水溶性淬火剂，形成液相
蒸发，出现一层薄的
蒸汽膜；第二阶段：通入新的淬火剂作为
冷却液不断替代蒸汽膜，钢球表面形成大量的汽泡；第三阶段：钢球表面直接与冷却液接触，依靠传导和
对流进行冷却。
[0012] 进一步的，所述水溶性淬火剂为浓度为4-8%的NACO3溶液。
[0013] 本发明的优点在于：本发明的抛光工艺，通过将钢球在抛光桶内抛光的时间限定在9-10min之间，提高了抛光工序的一次合格率，解决了因抛光质量不佳而导致的探伤不合格品比例居高不下的问题，从而进一步提高了材料利用率，降低了工人的劳动强度，提高了抛光工序的自动化程度，实现了抛光工序定时化生产从无到有的过程，满足了多次内外评审剔除的不合格项的解决要求。
[0014] 利用原材料的甄选、球坯成型时采用热
挤压连续成型、热处理中采用水溶性淬火剂进行多阶段淬火、增加二次稳定回火技术以及工艺流程中增加涡流无损探伤等多种技术相结合，制得硬度为59-64HRC；同一粒硬度差≤0.8HRC；批硬度差≤1.2HRC；残余奥氏体8-13%；金相显微组织2-3级；圆度≤0.8um的大型海上风电机组轴承专用钢球，使得其具有良好的高接触疲劳强度、高耐磨性、高弹性极限、适宜的硬度、高冲击韧性以及良好的尺寸稳定性等特点。
具体实施方式
[0015] 下面的
实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0016] 本发明的风电大球整体的生产工艺包括原材料选用、成型、球化退火、光磨、热处理、硬磨、二次回火、一次研磨、抛光、涡流探伤、两次研磨、清洗、检验和涂油包装一共十四个阶段。
[0017] 原材料选用：首先进行原料的
选定，海上风电机组轴承专用钢球是轴承的重要部件，钢球的质量对球轴承的精度、动态性能及使用寿命的影响至关重要，大量的轴承使用，试验表明钢球影响轴承全部因素的70％，轴承失效因钢球破裂的比例占到58.8％，这就说明钢球在轴承中的重要地位，和重要性，因此钢球质量是衡量球轴承质量的一项重要指标。它的性能指标：精度等级须达到G40级，最为重要的是涉及到风力发电可靠性及安全性，故之所对风力发电专用钢球对性能的要求更高，本发明中使用的原材料采用GCr15轴承钢，其氧含量不超过10ppm,钛含量不超过30ppm。同时对大颗粒状的夹杂物DS进行了明确规定即小于1.5级(最大直径小于27um)。
[0018] 成型：对原材料采用
热挤压连续成型，具体的：首先加热：以封闭中频加热炉将棒料快速加热760℃ 800°C；切段：采用合金开式切刀然后对传动到刀具处的原材料通过刀具~切割成均等的小段，上料:由
感应加热炉出品滑道至
工作台上，压紧料段，滑
块下行,当冲头压向凹模时,将料段压紧；镦压成形：冲头继续下压，在滑块推动下将料段镦成球坯；推出球坯：当冲头随滑块返回原来
位置,球坯被推出球窝；冷却：采用先风冷再空冷的方法进行冷却来消除或抑制网状
碳化物的产生。
[0019] 球化退火：在热挤压连续成型后进行去
应力退火，退火
温度为550℃±30℃，时间3～5小时，目的：以消除高速冷镦球坯成型时的材料形变应力和光磨加工的综合磨削应力，确保热处理淬火后钢球表面硬度的提高，改善硬度的均匀性。
[0020] 光磨步骤后进入热处理阶段。
[0021] 热处理阶段：进行硬度控制热处理，将钢球在电炉中以830—860℃下进行保温，使钢球热透，再将钢球一粒粒倒入淬火池内进行冷却，其中，冷却阶段分为三个阶段：第一阶段：将热透的钢球倒入35-45℃的水溶性淬火剂，形成液相蒸发，出现一层薄的蒸汽膜；第二阶段：通入新的淬火剂作为冷却液不断替代蒸汽膜，钢球表面形成大量的汽泡；第三阶段：钢球表面直接与冷却液接触，依靠传导和对流进行冷却。冷却阶段完成后，从淬火池内吊出摆放到空气回火炉网带上，立即进入一次回火阶段，进行低温回火后再在200 230℃下进行~
保温240-270分钟。以充分去除钢球淬火时和冷处理的
热应力和组织应力，促使钢球组织转变充分，稳定钢球尺寸，保证钢球的硬度同粒球散差≤0.8HRC,同批钢球硬度差≤1.2HRC。
[0022] 水溶性淬火剂为浓度为4-8%的NACO3溶液。
[0023] 热处理阶段完成后进行硬磨；我们在硬磨完成之后,进入二次回火：低温二次回火温度150 160度，回火时间控制在120-150min,主要是消除表面应力,细化组织,提高尺寸稳~定性和残余奥氏体。
[0024] 二次回火阶段完成后进入一次研磨阶段，一次研磨阶段后再进入抛光阶段，在抛光阶段中，将一次研磨后的钢球倒入抛光桶内进行定时化抛光处理，抛光的时间为9-10min。通过将钢球在抛光桶内抛光的时间限定在9-10min之间，提高了抛光工序的一次合格率，解决了因抛光质量不佳而导致的探伤不合格品比例居高不下的问题，从而进一步提高了材料利用率，降低了工人的劳动强度，提高了抛光工序的自动化程度，实现了抛光工序定时化生产从无到有的过程，满足了多次内外评审剔除的不合格项的解决要求。
[0025] 最后再进行涡流探伤、两次研磨、清洗、检验、涂油包装，这部分工艺步骤具体内容均为常规方法，这里不再赘述。
[0026] 本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
