发电机转子锻件工艺技巧.doc

发电机转子锻件工艺分析 讨论题目及技术要求 题目：发电机转子锻件锻造工艺 锻件尺寸及基本要求如下图所示： 2.锻件技术要求 转子在工作时承受高速旋转（3000r/min）所产生的巨大离心力，同时还承受扭转和弯曲的应力。因此，要求其强度高、韧性好、组织性能均匀、残余应力小等。为保证上述性能要求，一般转子用材料为：34CrMo1A,34CrNi1A,34CrNi2A,34CrNi3A,25CrNiMoV,33CrNi4Mov等，本锻件所选用的材料为30Cr1Mo1V。 3.转子用钢锭内部质量要求 随着大型发电机单机容量的不断增大，转子锻件也相应朝着大型化发展，为了保证锻件质量，钢锭的尺寸也趋于大型化，而钢锭的材料利用率却只有48％~60％。从国外电站事故的分析中可以看出，转子断裂的原因除了应力集中、转子中心区横向塑性低和脆性转变温度较高外，主要是转子中还存在着大量的夹杂物和疏松等冶金缺陷，甚至有些还存在白点。因此，钢锭在冶炼是采用先进的工艺方法，严格控制硫磷和其他有害元素的含量。硫、磷含量应控制在0.01％~0.015％以下，钢中氢气含量应低于2 /100g。浇筑也应采用真空或其他先进方法，以降低有害气体含量，减少疏松程度。 4.转子锻件的生产流程 为了能使转子达到技术标准中的各项规定，在转子的生产过程的每一环节，都应有严格的技术规范和检测措施，用以保证转子锻件的质量。转子锻件的生产流程如下： 冶炼—铸锭—加热—锻造—第一次热处理（锻后冷却及锻件热处理）—锻件外观检查—切取低倍试片—毛坯超声探伤—锻件初加工—超声波探伤—加工热处理吊卡头—第二次热处理—（调质）—切取性能试样、钻中心孔—检查内孔质量—超声波探伤—外观尺寸检查—合格件交付。 发电机转子锻件生产流程 钢锭的选型 1）冶炼方法 钢锭中的主要有害元素是硫、磷、氢。所以，冶炼工艺的的主要任务是，保证钢液的化学成分符合钢种的要求，提高钢液纯净度或最大程度地减少硫、磷、非金属夹杂物及气体的含量。 发电机转子锻件所用的钢锭，主要是用双联法冶炼，即先将原料在碱性平炉中冶炼，去除硫、磷夹杂元素，其优点是对炉料要求不高，然后再将半成品钢液转入酸性平炉中精炼。这种冶炼方法的主要优点是，碱性炉渣可以去除大量的硫、磷元素。氢在碱性炉渣中的溶解度和扩散能力较大，因此碱性平炉钢液中含量高达6 ~8ppm。钢中非金属夹杂物主要是氧化物和硫化物。酸性平炉是用酸性炉渣炼钢，应先进行精炼，氢在酸性炉渣中得溶解度和扩散能力较小，钢中的非金属夹杂物主要是硅酸盐，且呈球状分布。钢锭用真空浇注法浇注。 2）锭型及钢锭规格尺寸 坯料质量计算 钢锭的利用率 式中 切头质量 式中 D≈1.260m 钢锭质量 代入数值，算得 由《锻压手册》查得，应选用重量为140t的钢锭，钢锭的规格及具体尺寸如下图所示 钢锭图示 钢锭尺寸 钢锭总重量/t 金属重量分配/Kg 钢锭尺寸/mm 冒口 锭身 底部 140 30100 106820 3080 1949 2207 2314 2079 1556 665 646 1321 3361 214 426 5382 2.钢锭加热规范 根据材料特性查手册确定始锻温度为1250℃、终锻温度为800℃。坯料是从炼钢车间铸锭脱模后直接送到锻压车间的热锭，表面温度较高，处于良好的塑性状态，温度应力小，装炉温度不受限制，入炉后便可以较大的加热速度进行加热。选用的加热设备及说明如下表： 加热设备 坯料尺寸形状 钢锭 批量 单件小批 车底炉 适用的工艺范围 大型自由锻 特点 炉底可进出运动，装出料方便 由于热钢锭表面温度一般不低于600℃），可确定装料炉温为1200℃，由材料特性得最高加热温度为1250℃，终锻温度为750℃。 由《锻压手册》查得加热速度 加热时间 保温时间 锻件加热曲线 3.锻造工艺 1）确定锻造方法 锻件尺寸愈大钢锭中的，冶金缺陷愈严重，锻造改善缺陷愈困难。因此，为生产出质量合格的大型锻件，就应根据锻件组织性能的具体要求，正确选用恰当的变形工艺，通过选择工具结构，改进操作方法，以及利用坯料不均匀的温度场和应力场等，是坯料锻透，内部空洞类缺陷得到焊合，从而达到改善锻件的内部质量和提高锻件力学性能的目的。 提高大型锻件质量的实践证明，拔长和镦粗是两个最基本也是最重要的变形工步。在改进钢锭变形的新工艺方法中，应始终以这两种变形