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1、ICS25.020CCSH11团体标准/Ccmixxxxx-xxxx超大功率风力发电机组高强度空心主轴技术规范TechnicalstandardofIargepowerwindturbinehighstrenthhoilowspindle（征求意见稿）（在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。）XXXX-XX- XX 发布XXXX-XX-XX实施中国锻压协会发布目次前言111范围12规范性引用文件13术语和定义24订单信息25原材料要求36制造工艺及技术要求37试验方法48无损检测69精加工610表面防腐处理611检验规则612标识、包装和贮存7图1空心主轴取样图4表1化
2、学成分3表2夹杂物类型及允许级别5表3力学性能5表4锻件成品化学成分允许偏差5表5检验项目及批次7-Z.-a刖三本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国锻压协会提出并归口。本文件起草单位：振宏重工（江苏）股份有限公司，江阴南工锻造有限公司，明阳智慧能源集团股份公司，常州三鑫重工机械有限公司、山西众立法兰有限公司。本文件主要起草人：赵智杰、闫振伟、许亮、薛松、缪志刚、薛振锋、马升翼、袁震、季春东、鄱重山、樊旭东。本文件为首次发布。超大功率风力发电机组高强度
3、空心主轴技术规范1范围本文件规定了风力发电机组用主轴的术语和定义、订单信息、原材料要求、制造工艺及技术要求、试验方法、无损检测、精加工、表面防腐处理、表面防腐处理、检验规则、检验项目、标识、包装和贮存。本文件适用于用合金钢锻件制造的空心风力发电机组用主轴（以下简称主轴）的制造、加工和验收。2规范性引用文件下列文件中的内容通过对文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注H期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T228.1金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T1
4、184形状和位置公差未注公差值GB/T1804一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T4336碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法GB/T5210色漆和清漆拉开法附着力试验GB/T6394金属平均晶粒度测定方法GB/T6402钢锻件超声检测方法GB/T8923.1涂覆材料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级GB/T9286色漆和清漆划格试验GB/T9793热喷涂金属和其他无机覆盖层锌、铝及其合金GB/T10561钢中非金属夹杂物含量的测定-标准评级图显微检验法GB/T11261钢铁氧含量的测定
5、脉冲加热惰气熔融-红外线吸收法GB/T11374热喷涂涂层厚度的无损测量方法GB/T13288.2涂覆材料前钢材表面处理喷射清理后的钢材表面粗糙度特性第2部分：磨料喷射清理后钢材表面粗糙度等级的测定方法比较样块法GB/T13452.2色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T17394（所有部分）金属材料里氏硬度试验GB/T20123钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法）GB/T20124钢铁氮含量的测定惰性气体熔融热导法（常规方法）JB/T5000.13重型机械通用技术条件第13部分：包装JB/T5000.15重型机械通用技术条件笫15部分：锻钢件无损探伤JB/T6052钢质自由锻
6、件加热通用技术要求ISO12944-4色漆和清漆防护漆体系对钢结构的防腐蚀保护第4部分：表面类型和表面处理（Paintsandvarnishes-Corrosionprotectionofsteelstructuresbyprotectivepaintsystems-Part4:Typesofsurfaceandsurfacepreparation）SAEAMS2750航空航天材料规范（R）高温测定法（AerOSPaCematerialspecification（R）Pyrometry）3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1空心主轴hoilowshaft主轴通孔直径最小处中40OmnI
7、直径以上的细长轴型或法兰盘型风力发电机主轴。该类主轴在进行最终性能热处理时，内孔是经过机械加工并留有精加工余量的空心状态（锻造毛坯可以是实心状态或空心状态）。3.2空心锻造主轴hoilowforgingshaft风力发电机组中，利用模铸钢锭或连铸坯作为原材料，采用空心锻造的成型方式，经过空心状态下性能热处理后,机械加工而成的将风轮扭矩和转速传递给发电系统的主轴，是锻造毛坯为空心状态的空心主轴。3.3法兰端flangeside位于风力发电机组空心主轴大截面端，与机组轮毂连接的一端。3.4小轴端endshaft位于风力发电机组空心主轴轴身末端，与机组齿轮箱（如有）连接的一端。3.5常温型风力发电机
8、组windturbinegeneratorsystemfornormaIenvironment设计生存温度为-20C+50C,运行温度为T（TC+40C的风机发电机组。3.6低温型风力发电机组windturbinegeneratorsystemforcoldenvironment设计生存温度为-40C+50C,运行温度为-30+40的风机发电机组。4订单信息下列信息由需方提供：a）材料、图纸、技术要求、交货状态、供货数量;b）不同于本文件的其他技术要求条款；c)需方若有见证点要求需在合同中注明。5原材料要求5.1 钢锭或连铸坯供应方应通过生产商的考核评定认可方可供料，且供应方提供有效的材料质量
9、证明书。5.2 锻件用钢锭或连铸坯均应应采用碱性电炉冶炼(EAF)或转炉(电炉)、钢包精炼(LF)和真空除气处理(VD),或经需求方同意的可保证产品质量的其它冶炼方法。5.3 钢锭或连铸坯可采用热送或退火状态交货。钢锭材料牌号为42CrMO4(+Ni)或34CrNiMO6,原材料到厂后应进行原材料化学成分分析。钢的化学成分检测按GB/T4336、GB/T20123、GB/T20124、GB/T11261的规定执行，钢的化学成分应符合表1的规定，其偏差应符合表4的规定。热送状态交货时，试样来自于材料的同炉冶炼的小试样，退火状态交货时，试样取自于原材料本体。表1化学成分质量分数先材料牌号CSiMn
10、PSCrMoXi42CrMo4(+Ni)0.38-0.450.400.60-0.800.0250.0250.9-1.200.15-0.30(0.300.70)34CrNiMo60.30-0.380.400.50-0.800.0250.0251.30-1.700.15-0.301.30-1.70注1：As、SnSb、Pb及Bi含量WO.01%,CU含量0.25%。注2：(+Ni)表示当材料有Ni元素含量需求时。注3：成品锻件气体含量HW1.2XlO*i,OW3OX1(,NW70X106制造工艺及技术要求6.1 加热与锻造6.1.1 锻件加热应按照JB/T6052技术要求进行。6.1.2 锻造应采
11、用局部锁粗全纤维锻造法，总锻造比应24。6.1.3 模铸钢锭水口和冒口端应有足够的切除量，确保锻件无缩孔及严重的偏析。连铸坯锻件制坯冲孔直径需2450mm。6.1.4 主轴应用原材料直接锻造成型，锻造时应保证充分的变形量，确保锻透和组织均匀。连铸坯徽粗时，应保持原材料的初始轴心线弯曲度不大于50mm。6.1.5 锻造工艺应明确材料牌号，工件编号，坯料质量与尺寸，主要变形过程的图文展示，锻造设备,主要工装辅具等。锻造过程中的关键过程参数(始锻温度、终锻温度、加热保温时间、变形记录)进行控制和记录。6.1.6 钢锭水口端作为主轴锻件的法兰端成型(连铸坯无需区分两端)，或与客户协商一致。6.2 热处
12、理6.2.1主轴锻后应进行正火+回火处理。6.2.2最终热处理需在结构均匀的加热炉内进行，且按照SAEAUS2750最新版规范或其他等同标准的规定对热处理炉的进行炉温均匀性测试。淬火加热炉及回火热处理炉的精度应达到10以内。6. 2.3锻件在锻后需进行调质热处理，调质处理回火温度应2580C,其力学性能应满足表2的要求。如合同或技术协议有额外要求，可作相关材料机械性能试验。7试验方法6.1 取样位置、方向、数量6.1.1 空心主轴的拉伸、冲击试样应采取自锻件的延长部位。7. 1.2空心主轴在主轴小端取纵向试样和切向试样，其中纵向冲击试样和切向试样的取样部位，应在距离小轴端平面面二分之一处，最大
13、不超过80mm处。主轴小端切向试样，金相试样根据需要可仅首件检测或按比例检测。取样位置见图1。8. 1.3每组试样的数量为一个拉伸、三个冲击，取样数量按与客户协商一致执行。图1空心主轴取样图7.2 拉伸试验拉伸实验按GB/T228.1的规定执行。7.3 缺口冲击试验冲击试验按GB/T229的规定执行。7.4 硬度检验7.4.1硬度检验用便携式里氏硬度计在工件表面上进行，里氏硬度检测按GB/T17394进行。7.4.2在120。三条母线上，检测锻件法兰端、小轴端和中间段外圆表面的三处硬度。7.4.3同一锻件表面硬度差不应超过30HBW,同一批锻件的硬度相对差不应超过50HBWo7.5 金相检测7
14、.5.1 晶粒度调质后晶粒度按照GB/T6394进行材料平均晶粒度检验，检验结果应26级。外观按照GB/T25136的规定执行。夹杂物应按GB/T10561中A法检查评定，夹杂物等级不应超过表2的要求。表2夹杂物类型及允许级别A:硫化物B：氧化铝类C：硅酸盐类D：环状氧化物类Ds类细系粗系细系粗系细系粗系细系粗系1.511.5111111.5注：检验结果A、B、C、D、DS五项之和W4级。7.6 锻件力学性能7.7 6.1锻件力学性能见表3。表3力学性能材料牌号热处理状态取样方向力学性能（纵向）抗拉强度RmZMPa屈服强度RpO.2/MPa伸长率A%断面收缩率Z%冲击功Akv/J硬度HBW42
15、CrMo4(+Ni)调质纵向710-90055015245（无Ni）时：纵向及切向平均227（-20C）,单个值219（含Ni）时：纵向及切向平均235（-3（TC）,单个值225230-290切向710-90055012二3234CrNiMo6调质纵向8205:64014N52平均242(-40*0,单个值229260-300切向820640妾1323注：非客户明确要求时，以性能指标为验收依据，硬度仅作为参考，不作为验收依据。7.6.2每支主轴需要按照GB/T4336的规定进行化学成分的取样测定，分析结果应符合表1要求，取样位置在小轴端本体的延长试样部分，取样位置详见取样图1,化学成分偏差需
16、符合表4的要求。表4锻件成品化学成分允许偏差质量分数%元素允许偏差%元素允许偏差%C0.02P+0.003Si+0.03Mo0.03Mn+0.04Cr0.05S+0.003Ni+0.05注：士表示在同一事件存在。-中，偏差值的发生可能超过表1规定的范围的上限数值或下限数值，仅有一种状态8无损检测8.1 超声波检测8.1.1 锻件调质热处理并半精加工后,应对锻件进行超声波探伤。主轴超声波检测应按照GB/T6402中的4级要求执行,且检测前主轴表面粗糙度需达到Ra6.3或更优。8.1.2 超声波仪器的综合性能指标应满足频率2MHz6MHz,直径IOmnI30mm,并应使用双晶探头进行空心主轴的检测
17、。8.1.3 超声波检测时确定扫查灵敏度的方法应按GB/T6402-2008中的11要求执行；不连续的分类按照GB/T6402-2008中的13.2要求执行。8.2 磁粉探伤空心主轴精加工完毕后，应对整体外圆表面进行磁粉探伤,应达到JB/T5000.15质量等级1级。9精加工1.1 机加工后交货的主轴应符合需方订货图样和技术要求规定的尺寸、公差和表面粗糙度要求。9. 2主轴的精加工应按照有效图纸和和技术要求进行制造加工。9.1 空心主轴未注尺寸公差按GB/T1804中M级的规定，未注形位公差按GB/T1184中H级的规定。9.2 所有锐角、锐边应倒圆。9.3 制造过程不准许采用任何形式的焊接、
18、熔覆或镀层等添加材料的方式保证尺寸。10表面防腐处理9.4 1清洗锻件表面应按照ISO12944-4推荐的方式进行清洗，彻底清除油、脂、脏物及NDT残留物。9.5 2表面处理10. 2.1喷漆表面经喷砂处理后清洁度应达到GB/T8923.1中Sa2%等级，喷砂后粗糙度应达到GB/T13288.2中等(G)级别。10. 2.2热喷金属表面经喷砂处理后清洁度应达到GB/T8923.1中Sa3等级，喷砂后粗糙度应达到GB/T13288.2粗糙(G)级别。表面锌层的热喷涂处理按GB/T9793的规定执行。10-3防腐层油漆干膜厚度按照GB/T13452.2执行，热喷金属干膜厚度按照GB/T11374执
19、行。附着力按照GB/T9286进行划格试验，应满足GB/T9286中2级要求。按照GB/T5210进行拉开法附着力检验，要求25MPa。11检验规则11.1检验项目及批次锻件检验项目及批次见表5。表5检验项目及批次i,检验项目检验频次1化学成分每炉取一试样2外观逐件3无损检测逐件4力学性能逐件5晶粒度逐件6夹杂物逐件7精加工逐件11.2验收11.2.1 主轴应经生产厂商质检部门按本文件检验合格，并附产品合格证后方可出厂。11.2.2 需方有权选择锻件的某些试验项目进行验收,在验收过程中或以后的加工中发现锻件不符合本文件或订货合同中规定的补充技术要求时，需方应及时通知供方，双方协商解决。11.2
20、.3 供方应向需方提供以下文件资料，应至少包括以下内容：a）合格证书；b）材质证书；c）机械性能报告单；d）超声波探伤报告；e）第一热处理热处理工艺曲线；f）调质热处理工艺曲线；g）成品尺寸检测报告；h）其他检验和需方需要补充检验的结果。11.3判定与复验11.3.1 当拉伸试验中某一试验结果不合格时，可在主轴上与原试样相邻部位取两个试样进行复试，两个试样的复试结果应全部满足规定要求。11.3.2 力学性能检测中如发现因白点和裂纹导致不合格，产品不得复验，应予以报废。11.3.3 当主轴力学性能不合格时，可进行重新热处理，但重新淬火次数不超过两次，正、回火次数不限制。12标识、包装和贮存12.1 标识每个主轴需按要求作标识，标识位置在主轴法兰的外圆表面或法兰端平面，标识内容应至少包含以下内容：a）产品编号；b）产品图号及版本号；c）材质；d）供应商代码；e）冶炼号。12.2 包装12.2.1 主轴应按合同、图纸及技术协议要求进行防腐防护处理。如需方对涂装材料有特殊要求，需要在订货协议或者技术要求中明确体现。12.2.2发货前，应对主轴产品进行完备的包装防护，包装防护应符合JB/T5000.13的规定。12.3贮存主轴应贮存在通风、干燥的厂房内。
