[发明专利]全纤维组织大型双法兰电机主轴锻造方法

说明书

技术领域

本发明属于锻造技术领域，涉及一种全纤维组织大型双法兰电机主轴锻造方法。

背景技术

目前电力、石化、船舶等领域装备大型化发展非常迅速，发电厂的发电机组建设也不断在增加。大型发电机组制造过程中，主轴质量的好坏很大程度地决定了发电机组运行的稳定性和安全性。

现有的大型双法兰电机主轴锻造方法是用三角剁刀剁切方法锻压法兰台阶并用车刀切屑出法兰台阶部位，是直接将材料的纤维组织切断强制加工成形，主轴锻件成型后其整体纤维组织没有连续性，影响其法兰根部抗冲击力学性能，容易使根部断裂，出现事故，降低发电机使用寿命，经济效益差，生产成本高。随着大型双法兰发电机主轴需求不断增加，对双法兰电机主轴的设计、生产、制造就提出了更高的要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种全纤维组织大型双法兰电机主轴锻造方法，解决现有大型双法兰电机主轴生产过程中直接将材料的纤维组织切断强制加工成型，从而使主轴锻件成型后其整体纤维组织没有连续性，法兰根部抗冲击力学性能差，法兰容易变形、平衡性差、运行容易产生抖动、噪音甚至从法兰根部发生断裂的缺陷。

为了实现发明目的，本发明所采用的技术方案是，一种全纤维组织大型双法兰电机主轴锻造方法，包括以下步骤：

步骤a：原材料质量控制：采用电弧炉冶炼+炉外精炼+真空脱气冶炼的钢锭作为原材料；

步骤b：将钢锭进加热炉加热至始锻温度1250±10℃，均温保温12小时；

步骤c：第一火次须两次墩粗和拔长，号印，成坯；

将加热好的钢锭立放在墩粗台上，用大墩粗板放在上端进行强压墩粗，墩粗锻造比＞2时停锻，取出坯料顺径向放在墩粗台上，将大墩粗板放在上端用宽砧径向压实法(WRF)沿钢锭径向强压，压下量25％，停锻180秒后将坯料旋转90°，同样方法强压，压下量25％，停锻180秒，用上下宽砧拔长至八方，完成后用同样方法进行二次强压墩粗、径向强压并拔长至初坯尺寸，两次墩粗总锻比＞4，拔长锻造比≥4.5，用圆号印棍在法兰位置号印后入炉加热至1100℃保温；

步骤d：第二火次锻造成型；

将加热保温好的坯料出炉，用上下平砧先从两个法兰位置之间的区域压下拔长，压下量18％，再旋转90°压下拔长，压下量相同，压至八方后形成双法兰之间的凹档结构，再将初坯双法兰结构两侧冒口一端轴体进行拔长，拔长时上下平砧紧靠法兰号印处压至八方，掉头后再将法兰结构另一端轴体紧靠法兰号印处压至八方，随后用圆号印棍在该段轴体靠近端部进行号印留出水口端，随后将水口端部轴体紧靠号印处进行拔长，最后滚圆，精整至工艺尺寸。切除冒口、水口及余料，校直，终锻温度850℃时完成锻造；

步骤e：锻件过冷至450℃，装炉进行正火+回火锻后热处理；

步骤f：进行粗车加工、超声波探伤，取本体试样作力学性能、金相检验；

步骤g：检验合格后半精加工、钻深孔、稳定热处理、标识、包装。

本发明的特征还在于，步骤a中进行原材料质量控制时，需要严格控制有害元素和有害气体的含量：S≤0.020，P≤0.015，H≤2ppm，O≤30ppmm，N≤65ppm，Cu≤0.20。

步骤b中钢锭加热采用三段加热法，具体加热工艺过程为：将常温钢锭装入温度低于450℃的加热炉保温5小时，随后按每小时60℃升温至650℃保温4小时，再按每小时60℃升温至850℃后保温5小时，最后按每小时80℃升温速度升温至1250℃均温2小时，保温10小时。

步骤e中的锻件过冷具体过程为：将终锻温度850℃的锻件用双鼓电机快速均匀强冷至450℃，锻件正火+回火过程为：将过冷至450℃的锻件装入热处理炉，保温5小时，按每小时80℃升温至880℃均温8小时，出炉至热处理工区强制均匀快冷至320℃，入炉保温7小时，再按每小时60℃升温至650℃，保温60小时停炉，最后按每小时不大于30℃速度冷却至200℃以下出炉，入坑堆冷至常温结束。

本发明的有益效果是：