[发明专利]F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及锻造工艺技术领域，具体的是F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造方法。

背景技术

F级燃气轮机680机组是我国引进西门子公司（SIEMENS）燃机技术开发的新产品，其中，S235JRG3、16Mo3两种材料的静叶环在高温高压的运行环境中须长期经受复杂交变的负荷。该零件的生产制造工艺在国内无先例可以参照。

之前，F级燃气轮机静叶环生产工艺的主要流程是：在锻件经碾环机扩孔、回火热处理后进行粗加工，调质热处理，再进行二次粗加工、除应力热处理，再进行精加工，最后进行安装。该工艺主要是在锻件经碾环机扩孔并进行粗加工后再做热处理。这样做的后果是：锻件尺寸变形严重，导致零件尺寸无法加工而报废，或者是预先要加放变形所需的余量，容易造成大量材料的工艺性浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造方法，用此方法可避免毛坯锻件的锻后热处理变形，减少制造工序，缩短生产周期，降低能耗，并为后续的产品生产提供可靠的依据。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造方法，其特征是，包含以下步骤：

（1）原材料检验和下料

（2）对钢锭或钢坯进行加热、开坯并经锻造变形处理

将钢锭或钢坯加热至奥氏体组织状态进行锻造，始锻温度为1220℃，终锻温度为850℃；

（3）对锻件进行碾环 

将锻坯温度控制在1150～950℃，采用碾环机对锻坯进行扩孔碾环，将锻坯扩孔至设定的锻件尺寸；为避免锻坯因变形速度快和变形量大等因素而引起的温升，可对锻坯进行喷水冷却，使锻坯保持在1150～950℃的温度范围；

（4）余热淬火

将锻坯扩孔至设定的锻环尺寸后，将碾环机保持空转并喷水冷却，使锻环快速冷却至950℃，在水平状态下将锻环吊至由轴流风机组成的风场中进行强制冷却，须在半个小时内将锻环冷至≤150℃，达到通过强制风冷代替淬火的效果；

（5）粗加工

按粗加工图规定的尺寸对锻环进行车削加工；

（6）回火热处理

对粗加工后的锻环进行回火热处理，其步骤为：

①将锻环加热至350℃，时间不限；

②在锻环达到350℃时保温2小时；

③然后进行缓速加温，每小时加温≤50℃；

④在锻环达到600℃时保温6小时；

⑤然后进行空冷；

通过回火热处理使锻环达到所要求的力学性能指标；

（7）超声波检测/磁粉检测（UT/MT）

超声波检测按EN10228-3质量等级3的规定（类型3b、3c）进行；

磁粉检测按EN10228-1质量等级3的规定进行；

（8）力学性能测试

按粗加工图要求割取锻环端面的试样进行力学性能测试，力学性能的测试指标包括：屈服强度、抗拉强度、延伸率、恰贝（V型缺口）冲击功；

（9）产品检验

检验合格后，产品就完成了。

本发明F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造方法的积极效果是：

（1）采用碾环后强制鼓风冷却即利用锻件余热淬火加回火的热处理工艺代替传统的正（淬）回火工艺，在保证能达到各项技术指标外，还能避免锻件在热处理时的变形量，降低钢材和能源的消耗，减少制造工序，提高生产效率；

（2）申请人公司在采用了该生产方式后，改变了原来只能生产锻件毛坯的状况，提高了锻件的附加值和经济效益，生产过程也能符合绿色GDP的环保理念。

附图说明

图1为本发明F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造工艺的流程框图；

图2为S235JRG2回火热处理工艺曲线图；

图3为16Mo3回火热处理工艺曲线图。

具体实施方式

以下结合附图给出本发明F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造方法的具体实施方式，但是，本发明的实施不限于以下的实施例。

参见附图1。一种F级燃气轮机静叶环毛坯锻件的制造方法，包含以下步骤，其中，步骤（1）、（5）、（7）、（8）、（9）为与现有工艺相似的步骤，本发明的特征方法主要体现在步骤（2）、（3）、（4）、（6）中：

（1）原材料检验和下料

原材料检验分别按DGTLV-804441001A和TLV817041/ 00规定的内容进行；下料可采用锯床锯切或斩刀热斩切的方法进行；