首页 / 专利库 / 水能 / 水轮机 / 冲击式水轮机转轮整体制造方法

冲击式轮机转轮整体制造方法

阅读:434发布:2020-05-12

专利汇可以提供冲击式轮机转轮整体制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且为克服 现有技术 冲击式 水 轮机 转轮 制造方法中存在的 铸造 材料材质疏松、 焊接 部位容易断裂和水斗圆周重量分布不均匀等问题,本 发明 提出一种冲击式水轮机转轮整体制造方法,包括采用氩 氧 脱 碳 法AOD或 真空 吹氧 脱碳 法VOD对转轮锻坯进行精炼,采用整体 锻造 方式对转轮的水斗和轮盘进行锻造,采用数控加工方式对转轮的水斗外形进行加工。本发明冲击式水轮机转轮整体制造方法的有益技术效果是大幅度的提高了水轮机转轮的材质性能和整体强度,避免了焊接部位容易断裂和水斗圆周重量分布不均匀等问题,有效的提高了冲击式水轮机转轮使用性能和使用寿命。,下面是冲击式轮机转轮整体制造方法专利的具体信息内容。

1.一种冲击式轮机转轮整体制造方法,其特征在于:采用氩法AOD或真空吹氧脱碳法VOD对转轮锻坯进行精炼,采用整体锻造方式对转轮的水斗和轮盘进行锻造,采用数控加工方式对转轮的水斗外形进行加工;包括以下步骤:
⑴根据技术要求浇铸转轮精炼坯件;
⑵采用氩氧脱碳法AOD或真空吹氧脱碳法VOD对转轮锻坯进行精炼,要求锭的化学成分达到以下要求:
对于超低碳材料,各种牌号的化学元素的重量百分比含量为:
00Cr13Ni4Mo:C≤0.03,Si≤1.00,Mn≤1.00,P≤0.030,S≤0.025,Cr为11.5~
13.5,Ni为3.5~4.5,Mo为0.40~1.00,Cu≤0.50,W≤0.50,V≤0.03;
00Cr13Ni5Mo:C≤0.03,Si≤1.00,Mn≤1.00,P≤0.030,S≤0.025,Cr为11.5~
13.5,Ni为4.0~5.5,Mo为0.40~1.00,Cu≤0.50,W≤0.50,V≤0.03;
00Cr16Ni5Mo:C≤0.03,Si≤1.00,Mn≤1.00,P≤0.030,S≤0.025,Cr为15.5~
17.5,Ni为4.0~5.0,Mo为0.40~1.00,Cu≤0.50,W≤0.50,V≤0.03;
对于低碳材料,各种牌号的化学元素的重量百分比含量为:
06Cr13Ni4Mo:C≤0.06,Si≤1.00,Mn≤1.00,P≤0.035,S≤0.030,Cr为11.5~
13.5,Ni为3.5~5.0,Mo为0.40~1.00,Cu≤0.50,W≤0.50,V≤0.03;
06Cr16Ni5Mo:C≤0.06,Si≤1.00,Mn≤1.00,P≤0.035,S≤0.030,Cr为15.5~
17.5,Ni为4.5~6.0,Mo为0.40~1.00,Cu≤0.50,W≤0.50,V≤0.03;
06Cr13Ni6Mo:C≤0.06,Si≤1.00,Mn≤1.00,P≤0.035,S≤0.030,Cr为11.5~
13.5,Ni为5.0~6.5,Mo为0.40~1.00,Cu≤0.50,W≤0.50,V≤0.03;
其中:Cu、W、V为残余元素,每种材料残余元素总量≤0.80﹪;
⑶锻件用钢锭的上、下端应有足够的切除量,以确保锻件无缩孔和成分偏析;
⑷锻造成型应使锻件的整个截面得到充分的锻造,锻件与钢锭的中心线应较好的重合;锻件表面不应有肉眼可见的裂纹、折叠和影响其使用的外观缺陷;局部缺陷可以清除,但清除的深度不得超过精加工余量的75%;
⑸锻件应在锻造成型后按相关要求进行正火、回火处理,并保证锻件的机械性能达到以下要求:
对于超低碳材料,各种牌号的机械性能达到以下要求:
00Cr13Ni4Mo:σs≥750MPa,σb≥850MPa,δ5≥15%,ψ≥50%,Akv≥60J,HB为
221~330;
00Cr13Ni5Mo:σs≥750MPa,σb≥850MPa,δ5≥16%,ψ≥50%,Akv≥60J,HB为
221~330;
00Cr16Ni5Mo:σs≥800MPa,σb≥900MPa,δ5≥16%,ψ≥50%,Akv≥60J,HB为
217~330;
对于低碳材料,各种牌号的机械性能达到以下要求:
06Cr13Ni4Mo:σs≥550MPa,σb≥750MPa,δ5≥15%,ψ≥35%,Akv≥50J,HB为
221~286;
06Cr13Ni6Mo:σs≥550MPa,σb≥750MPa,δ5≥15%,ψ≥35%,Akv≥50J,HB为
221~286;
06Cr16Ni5Mo:σs≥588MPa,σb≥785MPa,δ5≥15%,ψ≥35%,Akv≥40J,HB为
221~286;
⑹在锻件两平面进行声波探伤,不应有白点、裂纹、缩孔缺陷;超声波探伤标准参照JB4730-2005中容器锻件超声检测执行,水斗区检测等级按Ⅰ级执行,且超过φ3mm以上的缺陷,其两缺陷之间的间距应大于较大缺陷的5倍;轮盘区检测等级按Ⅲ级执行;
⑺采用普通机械加工将锻件加工到精加工坯件所要求的尺寸精度和表面粗糙度;
⑻采用数控加工方式对转轮的水斗外形进行加工且要求尺寸到位。

说明书全文

冲击式轮机转轮整体制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及到冲击式水轮机转轮制造方法,特别涉及到一种冲击式水轮机转轮整体制造方法。

背景技术

[0002] 冲击式水轮机转轮是水电站水轮机的核心部件,由于其使用环境恶劣,需承受较大的冲击扭矩,因此,具有较高的技术要求。如,对于低产品要求断裂强度σs≥550Mpa,对于超低碳产品要求断裂强度σs≥750Mpa,并且,要求其内部组织不得有白点、裂纹、缩孔缺陷。冲击式水轮机转轮的形状类似于一个圆盘,中间部分被称为轮盘,边缘部分被称为水斗。现有技术冲击式水轮机转轮锻件采用铸造焊接和人工打磨相结合的加工方法,即分别铸造轮盘和水斗,将其焊接为一体,再采用人工打磨的方法加工水斗。当然,对于轴孔和端面还要进行机械加工。显然,现有冲击式水轮机转轮制造方法生产出的转轮存在以下几点不足:⑴铸造材料材质疏松,内部缺陷多,不耐冲刷与气蚀;⑵水斗根部焊接部位在长期交变应力作用下容易断裂;⑶水斗圆周重量分布不均匀,在高速旋转的情况下容易产生振动。

发明内容

[0003] 为克服现有技术冲击式水轮机转轮制造方法中存在的铸造材料材质疏松、焊接部位容易断裂和水斗圆周重量分布不均匀等问题,本发明提出一种冲击式水轮机转轮整体制造方法。本发明冲击式水轮机转轮整体制造方法,包括采用氩脱碳法AOD或真空吹氧脱碳法VOD对转轮锻坯进行精炼,采用整体锻造方式对转轮的水斗和轮盘进行锻造,采用数控加工方式对转轮的水斗外形进行加工。
[0004] 本发明冲击式水轮机转轮制造方法,包括以下步骤:
[0005] ⑴根据技术要求浇铸转轮精炼坯件;
[0006] ⑵采用氩氧脱碳法AOD或真空吹氧脱碳法VOD对转轮锻坯进行精炼,要求锭的化学成分达到下表1的要求:
[0007] 表1化学成分(﹪)
[0008]
[0009] ⑶锻件用钢锭的上、下端应有足够的切除量,以确保锻件无缩孔和成分偏析;
[0010] ⑷锻造成型应使锻件的整个截面得到充分的锻造,锻件与钢锭的中心线应较好的重合;锻件表面不应有肉眼可见的裂纹、折叠和影响其使用的外观缺陷;局部缺陷可以清除,但清除的深度不得超过精加工余量的75%;
[0011] ⑸锻件应在锻造成型后按相关要求进行正火、回火处理,并保证锻件的机械性能达到下表2的要求:
[0012] 表2锻件的机械性能
[0013]
[0014] ⑹在锻件两平面进行声波探伤,不应有白点、裂纹、缩孔等缺陷;超声波探伤标准参照JB4730-2005中压力容器锻件超声检测执行,水斗区检测等级按Ⅰ级执行,且超过φ3mm以上的缺陷,其两缺陷之间的间距应大于较大缺陷的5倍;轮盘区检测等级按Ⅲ级执行;
[0015] ⑺采用普通机械加工将锻件加工到精加工坯件所要求的尺寸精度和表面粗糙度;
[0016] ⑻采用数控加工方式对转轮的水斗外形进行加工且要求尺寸到位。
[0017] 本发明冲击式水轮机转轮整体制造方法的有益技术效果是大幅度的提高了水轮机转轮的材质性能和整体强度,避免了焊接部位容易断裂和水斗圆周重量分布不均匀等问题,有效的提高了冲击式水轮机转轮使用性能和使用寿命。附图说明
[0018] 附图1为冲击式水轮机转轮结构的正视示意图;
[0019] 附图2为冲击式水轮机转轮结构的俯视局部示意图。
[0020] 下面结合附图及具体实施例对冲击式水轮机转轮整体制造方法做进一步说明。

具体实施方式

[0021] 附图1为冲击式水轮机转轮结构的正视示意图,附图2为冲击式水轮机转轮结构的俯视局部示意图,图中,1为轮盘,2为水斗。由图可知,冲击式水轮机转轮的形状类似于一个圆盘,中间部分被称为轮盘,边缘部分被称为水斗,并且,水斗的形状较为复杂和难于加工。现有技术冲击式水轮机转轮锻件采用铸造、焊接和人工打磨相结合的加工方法,即分别铸造轮盘和水斗,将其焊接为一体,再采用人工打磨的方法加工水斗。当然,对于轴孔和端面还要进行机械加工。显然,现有技术冲击式水轮机转轮加工方法生产出的转轮存在以下几点不足:⑴铸造材料材质疏松,内部缺陷多,不耐冲刷与气蚀;⑵水斗根部焊接部位在长期交变应力作用下容易断裂;⑶水斗圆周重量分布不均匀,在高速旋转的情况下容易产生振动。
[0022] 为克服现有技术冲击式水轮机转轮制造方法中存在的铸造材料材质疏松、焊接部位容易断裂和水斗圆周重量分布不均匀等问题,本发明提出一种冲击式水轮机转轮整体制造方法。本发明冲击式水轮机转轮整体制造方法,包括采用氩氧脱碳法AOD或真空吹氧脱碳法VOD对转轮锻坯进行精炼,采用整体锻造方式对转轮的水斗和轮盘进行锻造,采用数控加工方式对转轮的水斗外形进行加工。
[0023] 本发明冲击式水轮机转轮制造方法,包括以下步骤:
[0024] ⑴根据技术要求浇铸转轮精炼坯件;
[0025] ⑵采用氩氧脱碳法AOD或真空吹氧脱碳法VOD对转轮锻坯进行精炼,要求钢锭的化学成分达到下表1的要求:
[0026] 表1化学成分(﹪)
[0027]
[0028]
[0029] ⑶锻件用钢锭的上、下端应有足够的切除量,以确保锻件无缩孔和成分偏析;
[0030] ⑷锻造成型应使锻件的整个截面得到充分的锻造,锻件与钢锭的中心线应较好的重合;锻件表面不应有肉眼可见的裂纹、折叠和影响其使用的外观缺陷;局部缺陷可以清除,但清除的深度不得超过精加工余量的75%;
[0031] ⑸锻件应在锻造成型后按相关要求进行正火、回火处理,并保证锻件的机械性能达到下表2的要求:
[0032] 表2锻件的机械性能
[0033]
[0034] ⑹在锻件两平面进行超声波探伤,不应有白点、裂纹、缩孔等缺陷;超声波探伤标准参照JB4730-2005中压力容器锻件超声检测执行,水斗区检测等级按Ⅰ级执行,且超过φ3mm以上的缺陷,其两缺陷之间的间距应大于较大缺陷的5倍;轮盘区检测等级按Ⅲ级执行;
[0035] ⑺采用普通机械加工将锻件加工到精加工坯件所要求的尺寸精度和表面粗糙度;
[0036] ⑻采用数控加工方式对转轮的水斗外形进行加工且要求尺寸到位。
[0037] 显然,本发明冲击式水轮机转轮整体制造方法的有益技术效果是大幅度的提高了水轮机转轮的材质性能和整体强度,避免了焊接部位容易断裂和水斗圆周重量分布不均匀等问题,有效的提高了冲击式水轮机转轮使用性能和使用寿命。
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
一种水轮机 2020-05-11 690
一种具有轻量级叶轮的水轮机 2020-05-12 713
一种水轮机 2020-05-11 627
水轮机减阻机轴 2020-05-11 344
一种水轮机用的泄水锥 2020-05-11 175
冲击式水轮机转轮 2020-05-11 161
一种水轮机主轴精密翻转机构 2020-05-11 849
水轮机 2020-05-13 871
冲击式水轮机转轮整体制造方法 2020-05-12 7
水轮机检修结构 2020-05-13 730
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈