浅谈冷温塔连接螺母热加工工艺一例

沈根平

摘 要：本文简单介绍了大型冷温塔构件连接的圆螺母的热加工工艺，考虑到耐温的一致性，连接螺母采用和塔体材料相同的法兰余料锻打，试验从正火到调质并分析了试棒化学成分，最后确立热处理方案的过程，本文就圆螺母锻造和热处理工艺的制定过程作一简要回故，以供同行参考。

关键词：热处理；正火；调质；回火

0 引言

风塔一般可分为防震塔、冷温塔、陆上风塔、海上风塔等，冷温塔作为大型钢结构件之一，工作环境十分恶劣。笔者在风塔制造企业中遇到一项技术攻关项目冷温塔连接螺母的热加工工艺，要求焊接在塔体上的连接螺母即圆螺母材质与塔体相同。经与钢结构制造商协商后决定利用法兰切割后的余料锻打成棒料，采用热处理后再机加工成圆螺母的方法，达到材质一致的目的，这一方法得到制造商的书面确认后试生产。由于圆螺母的热加工工艺无先例可供借鉴，生产中出现了一些反复，但最终取得了满意的效果。

1 工艺制定

（1）圆螺母材质为Q345E和法兰本体相同，制造商要求圆螺母材料的冲击试验值必须满足在-40 c 时为54J。

（2）锻造时利用风塔法兰切割剩下的余料，分割成7Kg左右的钢块锻打成 40mm左右的圆棒料；锻造工艺为始锻温度1250 c，终锻温度为800 c。

（3）热处理工艺可采用的方案理论上有去应力退火、正火、调质三种可选，由于去应力退火仅能消除锻造应力，不能改善组织，同时考虑到对冲击功的要求，拟采用正火、调质两种方案试生产，具体工艺见图1、图2所示。

3 试生产

（1）试生产共锻打8根棒料，4根采用正火工艺，另外4根采用调质量工艺，棒料的化学成分如表1、表2所示。

（2）两种工艺生产的试验棒料进行冲击试验，冲击功都符合要求，具体数值（单位：J）为：正火（142、170、163）；调质（192、210、216）。

4 生产

由于正火、调质方案均满足要求，考虑到生产成本的因素，决定采用正火工艺。

（一）问题产生

正式生产后，钢结构承包商反映虽然冲击功满足要求，但棒料的硬度波动较大，部分棒料太软，机加工时发生严重的粘刀现象。

针对上述问题，经分析其主要原因是由于生产中的装炉量远较试生产时大，棒料经保温后取出空冷时不可能象试生产时逐一分开放置于空气中冷却造成的。

（二）工艺更改

考虑到正火工艺在生产过程中产生硬度不均现象，虽然只要通过将棒料取出时逐一分开放置便能解决，而事实上批量生产时这是行不通的，故拟将热处理工艺改为调质。

调质工艺虽然较正火工艺多消耗一些电能，但由于调制后的索氏体组织较正火后的珠光体组织的综合机械性能明显要好，且调质工艺的批量生产对解决质量的稳定性及操作的可行性方面更有利。

（三）工艺完善

调质工艺生产出的圆螺母-40 c下的冲击功远高于要求，且质量比较稳定，但是在攻制美制螺纹时发现攻丝的丝锥较易磨损。

虽然制造商在热处理之前只对冲击功有要求，对其他性能没有要求，但考虑到加工螺纹方的生产成本较高，再结合冲击功偏高的情况，拟将回火温度提高20 c，调整到600 c。

调整后的调质工艺很好地满足了加工螺纹方的要求，至此热处理工艺正式确定，具体见图3所示。

5 结语

由于冷温塔圆螺母材质的特殊性，经多次调整热处理方案，最终满足了施工的要求，试验结果也为类似的大型钢结构件加工提供了工艺参考。

参考文献：

[1]李军，等. 中外金属材料牌号和化学成分对照手册[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]吴拓. 金属材料手册[M].北京： 化学工业出版社，2011.

[3]成大先. 机械设计手册[M]. 北京： 化学工业出版社，2008.

[4]丁仁亮.金属材料及热处理.北京：机械工业出版社，2009.

摘 要：本文简单介绍了大型冷温塔构件连接的圆螺母的热加工工艺，考虑到耐温的一致性，连接螺母采用和塔体材料相同的法兰余料锻打，试验从正火到调质并分析了试棒化学成分，最后确立热处理方案的过程，本文就圆螺母锻造和热处理工艺的制定过程作一简要回故，以供同行参考。

关键词：热处理；正火；调质；回火

0 引言

风塔一般可分为防震塔、冷温塔、陆上风塔、海上风塔等，冷温塔作为大型钢结构件之一，工作环境十分恶劣。笔者在风塔制造企业中遇到一项技术攻关项目冷温塔连接螺母的热加工工艺，要求焊接在塔体上的连接螺母即圆螺母材质与塔体相同。经与钢结构制造商协商后决定利用法兰切割后的余料锻打成棒料，采用热处理后再机加工成圆螺母的方法，达到材质一致的目的，这一方法得到制造商的书面确认后试生产。由于圆螺母的热加工工艺无先例可供借鉴，生产中出现了一些反复，但最终取得了满意的效果。

1 工艺制定

（1）圆螺母材质为Q345E和法兰本体相同，制造商要求圆螺母材料的冲击试验值必须满足在-40 c 时为54J。

（2）锻造时利用风塔法兰切割剩下的余料，分割成7Kg左右的钢块锻打成 40mm左右的圆棒料；锻造工艺为始锻温度1250 c，终锻温度为800 c。

（3）热处理工艺可采用的方案理论上有去应力退火、正火、调质三种可选，由于去应力退火仅能消除锻造应力，不能改善组织，同时考虑到对冲击功的要求，拟采用正火、调质两种方案试生产，具体工艺见图1、图2所示。

3 试生产

（1）试生产共锻打8根棒料，4根采用正火工艺，另外4根采用调质量工艺，棒料的化学成分如表1、表2所示。

（2）两种工艺生产的试验棒料进行冲击试验，冲击功都符合要求，具体数值（单位：J）为：正火（142、170、163）；调质（192、210、216）。

4 生产

由于正火、调质方案均满足要求，考虑到生产成本的因素，决定采用正火工艺。

（一）问题产生

正式生产后，钢结构承包商反映虽然冲击功满足要求，但棒料的硬度波动较大，部分棒料太软，机加工时发生严重的粘刀现象。

针对上述问题，经分析其主要原因是由于生产中的装炉量远较试生产时大，棒料经保温后取出空冷时不可能象试生产时逐一分开放置于空气中冷却造成的。

（二）工艺更改

考虑到正火工艺在生产过程中产生硬度不均现象，虽然只要通过将棒料取出时逐一分开放置便能解决，而事实上批量生产时这是行不通的，故拟将热处理工艺改为调质。

调质工艺虽然较正火工艺多消耗一些电能，但由于调制后的索氏体组织较正火后的珠光体组织的综合机械性能明显要好，且调质工艺的批量生产对解决质量的稳定性及操作的可行性方面更有利。

（三）工艺完善

调质工艺生产出的圆螺母-40 c下的冲击功远高于要求，且质量比较稳定，但是在攻制美制螺纹时发现攻丝的丝锥较易磨损。

虽然制造商在热处理之前只对冲击功有要求，对其他性能没有要求，但考虑到加工螺纹方的生产成本较高，再结合冲击功偏高的情况，拟将回火温度提高20 c，调整到600 c。

调整后的调质工艺很好地满足了加工螺纹方的要求，至此热处理工艺正式确定，具体见图3所示。

5 结语

由于冷温塔圆螺母材质的特殊性，经多次调整热处理方案，最终满足了施工的要求，试验结果也为类似的大型钢结构件加工提供了工艺参考。

参考文献：

[1]李军，等. 中外金属材料牌号和化学成分对照手册[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]吴拓. 金属材料手册[M].北京： 化学工业出版社，2011.

[3]成大先. 机械设计手册[M]. 北京： 化学工业出版社，2008.

[4]丁仁亮.金属材料及热处理.北京：机械工业出版社，2009.

摘 要：本文简单介绍了大型冷温塔构件连接的圆螺母的热加工工艺，考虑到耐温的一致性，连接螺母采用和塔体材料相同的法兰余料锻打，试验从正火到调质并分析了试棒化学成分，最后确立热处理方案的过程，本文就圆螺母锻造和热处理工艺的制定过程作一简要回故，以供同行参考。

关键词：热处理；正火；调质；回火

0 引言

风塔一般可分为防震塔、冷温塔、陆上风塔、海上风塔等，冷温塔作为大型钢结构件之一，工作环境十分恶劣。笔者在风塔制造企业中遇到一项技术攻关项目冷温塔连接螺母的热加工工艺，要求焊接在塔体上的连接螺母即圆螺母材质与塔体相同。经与钢结构制造商协商后决定利用法兰切割后的余料锻打成棒料，采用热处理后再机加工成圆螺母的方法，达到材质一致的目的，这一方法得到制造商的书面确认后试生产。由于圆螺母的热加工工艺无先例可供借鉴，生产中出现了一些反复，但最终取得了满意的效果。

1 工艺制定

（1）圆螺母材质为Q345E和法兰本体相同，制造商要求圆螺母材料的冲击试验值必须满足在-40 c 时为54J。

（2）锻造时利用风塔法兰切割剩下的余料，分割成7Kg左右的钢块锻打成 40mm左右的圆棒料；锻造工艺为始锻温度1250 c，终锻温度为800 c。

（3）热处理工艺可采用的方案理论上有去应力退火、正火、调质三种可选，由于去应力退火仅能消除锻造应力，不能改善组织，同时考虑到对冲击功的要求，拟采用正火、调质两种方案试生产，具体工艺见图1、图2所示。

3 试生产

（1）试生产共锻打8根棒料，4根采用正火工艺，另外4根采用调质量工艺，棒料的化学成分如表1、表2所示。

（2）两种工艺生产的试验棒料进行冲击试验，冲击功都符合要求，具体数值（单位：J）为：正火（142、170、163）；调质（192、210、216）。

4 生产

由于正火、调质方案均满足要求，考虑到生产成本的因素，决定采用正火工艺。

（一）问题产生

正式生产后，钢结构承包商反映虽然冲击功满足要求，但棒料的硬度波动较大，部分棒料太软，机加工时发生严重的粘刀现象。

针对上述问题，经分析其主要原因是由于生产中的装炉量远较试生产时大，棒料经保温后取出空冷时不可能象试生产时逐一分开放置于空气中冷却造成的。

（二）工艺更改

考虑到正火工艺在生产过程中产生硬度不均现象，虽然只要通过将棒料取出时逐一分开放置便能解决，而事实上批量生产时这是行不通的，故拟将热处理工艺改为调质。

调质工艺虽然较正火工艺多消耗一些电能，但由于调制后的索氏体组织较正火后的珠光体组织的综合机械性能明显要好，且调质工艺的批量生产对解决质量的稳定性及操作的可行性方面更有利。

（三）工艺完善

调质工艺生产出的圆螺母-40 c下的冲击功远高于要求，且质量比较稳定，但是在攻制美制螺纹时发现攻丝的丝锥较易磨损。

虽然制造商在热处理之前只对冲击功有要求，对其他性能没有要求，但考虑到加工螺纹方的生产成本较高，再结合冲击功偏高的情况，拟将回火温度提高20 c，调整到600 c。

调整后的调质工艺很好地满足了加工螺纹方的要求，至此热处理工艺正式确定，具体见图3所示。

5 结语

由于冷温塔圆螺母材质的特殊性，经多次调整热处理方案，最终满足了施工的要求，试验结果也为类似的大型钢结构件加工提供了工艺参考。

参考文献：

[1]李军，等. 中外金属材料牌号和化学成分对照手册[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]吴拓. 金属材料手册[M].北京： 化学工业出版社，2011.

[3]成大先. 机械设计手册[M]. 北京： 化学工业出版社，2008.

[4]丁仁亮.金属材料及热处理.北京：机械工业出版社，2009.