本文介绍的空心主轴材料为42CrMo，经过核算锻件毛坯重18吨，采用24吨LF VD锻造钢锭。

钢锭严格按照曲线加热。曲线主要针对冷钢锭。前两步不能直接加热到1240±20℃的阶段。热送钢锭心部温度为700~800℃以上，塑性好，组织应力和热应力都能很好地释放，不会造成钢锭的加热缺陷。冷钢锭应区别对待，特别是大钢锭必须严格按照以下加热曲线加热。前两个低温台阶是为了避免钢锭在加热工程中的过度热应力和组织应力，其中600±20℃保温是为了避免炉温过高，心脏和表面温差过大，产生较大的热应力，850±20℃台阶保温是为了避免组织奥氏体化和热应力的双重叠加对钢锭的双重影响，降低钢锭开裂的风险。±20℃保温后，材料具有足够的塑性，可以提高加热速度，节省时间和能源。

钢锭加热曲线

锻造过程

⑴火次：1240加热曲线±20℃保温8h完成后可出炉锻造。

锻造工艺为：压钳把→切底部→倒棱→镦粗到φ1900mm→拔圆至φ1200mm→去掉钳子。本火次倒棱时，控制压下量，使单侧小于50mm，镦粗时，确保与钢锭中心线垂直，防止弯曲。为了保证锻件的质量，长时间不折叠，应使用它WHF拔长锻造法，切除钳柄后，清除锻件边角后再回炉加热，为第二火做好准备。

⑵第二火次:火次完成后回炉，1240±20℃保温4～5h后出炉锻造。

锻造工艺为：头到φ1900mm→冲孔φ450mm→使用芯棒将其拉长成图3所示的形状。在本次火灾中，应确保垂直于坯料中心线，防止弯曲；冲孔应正确，必要时可制作中间设备，防止偏心；芯棒应先拉长头部和尾部，按中间顺序锻造，旋转角度为45°～60°压力下降率控制在10%~15%之间。第二火回炉的加热和保温时间大于或等于6小时。由于锻件变形大，设备压力高，空白需要均匀、充分的保温和加热。

芯棒拔长后锻件

⑶第三火次:第二火次完成后回炉，1240±20℃保温4～5h后出炉锻造。

锻造工艺为：头法兰→拔出轴体。将坯料垂直放置在已摆放的底筒和胎膜内，放置后将芯棒插入内孔，将空心盘放置，然后将法兰成型，如图4所示。这一步对压缩机设备的压力和开口行程有很大的要求。压力不足的问题可以通过顶盘预成法兰，然后通过砧板局部成型来解决。用芯棒拔出轴体的每一步。法兰成型后，将坯料和芯棒一起取出，如图5所示，取出芯棒，即锻件完成离线。火灾主要是法兰成型，整体锻造时间不长。锻造完成后，终锻造温度较高，基本为900℃以上，锻造完成后，锻件应放置在通风位置，以加快冷却速度，避免终锻造温度过高导致晶粒粗大，必要时可喷雾冷却。为确保锻造后有足够的再结晶和组织转换过程，需要冷却到500℃下面，为了避免工件因应力过大而开裂，温度不应低于400℃下面，锻后热处理工艺可安装在此前提下，上述温度均为测温枪测量的锻件表面温度。

锻后热处理采用正火加高温回火工艺，目的是充分消除锻造过程中产生的内部应力，细化晶粒，提高主轴内化学成分和组织的均匀性，为后续质量热处理做好组织准备，锻后热处理可降低锻件硬度，方便下一道工序的粗加工。粗加工完成后，对锻件进行超声波检测，各部位检测合格，无异常，符合要求。

结论

⑴利用这种空心锻造方法，减少风电主轴各部件的加工余量，更好地保留锻造过程中的纤维流量，提高主轴的整体性能和使用寿命。

⑵这种空心锻造方法大大节省了原材料的利用率，避免了对原材料的大量浪费，缩短了后处理时间。

⑶该工艺对设备要求较高，配备1万吨以上的自由锻造机，生产所需的工具较多，适用于批量生产模式。