(全套)發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛件工藝分析

1、塑性體積成形工藝及模具討論課報告題目：發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛件鍛造工藝 指導(dǎo)教師： 小組成員： 一、 討論題目及技術(shù)要求1.題目：發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛件鍛造工藝我們選擇的鍛件為56.2t的轉(zhuǎn)子鍛件；材料：30Cr1M1V,鍛比要求大于4.5。成品尺寸如下：2.鍛件技術(shù)要求轉(zhuǎn)子在工作時承受高速旋轉(zhuǎn)（3000r/min）所產(chǎn)生的巨大離心力，同時還承受扭轉(zhuǎn)和彎曲的應(yīng)力。因此，要求其強度高、韌性好、組織性能均勻、殘余應(yīng)力小等。二、發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛件生產(chǎn)流程1.轉(zhuǎn)子鍛件的生產(chǎn)大致流程如下：冶煉鑄錠加熱鍛造第一次熱處理（鍛后冷卻及鍛件熱處理）鍛件外觀檢查切取低倍試片毛坯超聲探傷鍛件初加工超聲波探傷加工熱處理吊卡頭第二次熱處理（

2、調(diào)質(zhì)）切取性能試樣、鉆中心孔檢查內(nèi)孔質(zhì)量超聲波探傷外觀尺寸檢查合格件交付。2.鋼錠的選型1）轉(zhuǎn)子用鋼錠內(nèi)部質(zhì)量要求由于鋼錠的材料利用率卻只有4860而且轉(zhuǎn)子斷裂的原因除了應(yīng)力集中、轉(zhuǎn)子中心區(qū)橫向塑性低和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高外，主要是轉(zhuǎn)子中還存在著大量的夾雜物和疏松等冶金缺陷，甚至有些還存在白點。因此，鋼錠在冶煉時采用先進的工藝方法，嚴格控制硫磷和其它有害元素的含量。硫、磷含量應(yīng)控制在0.010.015以下，鋼中氫氣含量應(yīng)低于2 /100g。澆筑也應(yīng)采用真空或其它先進方法，以降低有害氣體含量，減少疏松程度。2）冶煉方法 發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛件所用的鋼錠，主要是用雙聯(lián)法冶煉，先將原料在堿性平爐中冶煉，去除硫、

3、磷夾雜元素，然后再將半成品鋼液轉(zhuǎn)入酸性平爐中精煉,進行脫碳處理。這種冶煉方法的主要優(yōu)點是，堿性爐渣可以去除大量的硫、磷元素，脫碳爐可以無渣或少渣冶煉，冶煉周期縮短。鋼錠采用真空澆注法澆注。3錠型及鋼錠規(guī)格尺寸 鋼錠的利用率 式中 切頭品質(zhì) 式中 D1.260m 鋼錠品質(zhì) 代入數(shù)值，得 由鍛壓手冊查得，應(yīng)選用重量為140t的短粗型鋼錠,有利于夾雜物的上浮和氣體的溢出，減少偏析,常用于合金鋼重要鍛件，鋼錠的規(guī)格及具體尺寸如下圖所示鋼錠圖示鋼錠尺寸鋼錠總重量/t金屬重量分配/Kg 鋼錠尺寸/mm冒口錠 身底部1403010010682030801949220723142079155666564613

4、21336121442653823.鋼錠加熱規(guī)范根據(jù)材料特性查手冊確定始鍛溫度為1250、終鍛溫度為800。坯料是從煉鋼車間鑄錠脫模后直接送到鍛造車間的熱錠，表面溫度較高，處于良好的塑性狀態(tài)，溫度應(yīng)力小，裝爐溫度不受限制，入爐后便可以較大的加熱速度進行加熱。選用的加熱設(shè)備及說明如下表：加熱設(shè)備坯料尺寸形狀鋼錠批量單件小批車底爐適用的工藝范圍大型自由鍛特點爐底可進出運動，裝出料方便由于熱鋼錠表面溫度一般不低于600，可確定裝料爐溫為1200，由材料特性得最高加熱溫度為1250，終鍛溫度為800。由鍛壓手冊查得加熱速度 加熱時間 保溫時間 4.鍛造工藝1）選取鍛造設(shè)備采用水壓機鍛造，鍛件成形所需最

5、大變形力按下式計算： 式中 P變形力（N）； P坯料與工具接觸面上的平均單位流動應(yīng)力（Mpa）； F坯料與工具的接觸面在水平方向上的投影面積（）； 平均單位流動應(yīng)力p按下式計算： 式中 D,H分別為鍛造終了時鍛件的直徑和高度； 在相應(yīng)變形溫度下和速度下的真實流動應(yīng)力（Mpa）； 摩擦因子，熱鍛時取0.30.5。代入數(shù)值，算得 p=102Mpa P=8900t由鍛壓手冊查得所選取的設(shè)備為120000kN水壓機。配套設(shè)備：吊車翻料機，運輸?shù)踯嚕僮鳈C，加熱爐，熱處理爐。發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛造參數(shù)零件名稱發(fā)電機轉(zhuǎn)子鋼號30Cr1Mo1V鍛件重量56200kg鍛件級別特鋼錠重量140t設(shè)備120000kN水壓

6、機鋼錠利用率51.5%鍛造比4.7每鋼錠制鍛件1每鍛件制零件12）確定鍛造方法為生產(chǎn)出質(zhì)量合格的大型鍛件，就應(yīng)根據(jù)鍛件組織性能的具體要求，使坯料鍛透，內(nèi)部空洞類缺陷得到焊合，從而達到改善鍛件的內(nèi)部質(zhì)量和提高鍛件力學性能的目的。我們選用JTS鍛造法，亦稱為中心壓實法、表面降溫鍛造法、硬殼鍛造法。工藝特點是：將鋼錠倒棱后，鍛成邊長一定的方截面坯，然后加熱到12401260（始鍛溫度）保溫后，從爐中取出，表面采用空冷、吹風或噴霧冷卻到790810（終鍛溫度），鋼錠表面形成一層“硬殼”，溫度低、抗力大、不易變形；而被“硬殼”包圍的心部，溫度、抗力小、容易變形，因此，當對鋼錠沿其軸線方向鍛壓時，心部處在

7、強烈的三向壓應(yīng)力作用下，得到類似閉式模鍛一樣的強力變形，這樣有利于鍛合中心的孔隙缺陷，如果翻轉(zhuǎn)90°再壓一遍，中心壓實。3）發(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛造轉(zhuǎn)子經(jīng)五個火次，溫度在1250到800火次一:操作:.冒口端壓鉗把至ø1300，溫度為1250800。.底端壓鉗把至ø1300mm .拔長壓方1800mm×1800mm 采用上下寬平砧，大壓下量第一遍為300mm,第二遍應(yīng)取500 mm.冒口端壓鉗把ø1350mm,剁切底端、冒口端火次二：.表面降溫鍛造 采用鼓風噴水將方坯強冷到800，在平臺上用小砧按1234順序壓一趟，翻轉(zhuǎn)90°再順序壓一趟 .由

8、四方倒八方拔長，采用上下寬平砧，壓下量第一遍200，以后可適當增大 修整底端鉗把ø1250 mm.坯料中間等溫退火處理進行多次重結(jié)晶，以超聲波探傷檢查 ?；鸫稳?將八方拔長至ø1300mm，拔長底端至ø1150mm，拔長冒口端至ø850mm. 中部拔長、壓痕，壓出、 、 端 火次四：.拔長冒口端至ø800mm冒口端分段壓痕，壓出 、 段，切除冒口余料及冒口端鉗把 火次五：.底端拔長、壓痕，壓出 、 端，切除底端余料及底端鉗把修整、校直到鍛件圖尺寸 5.鍛件鍛后熱處理及冷卻 熱處理工藝曲線圖說明： 步驟目的第一次過冷使殘余奧氏體迅速完全轉(zhuǎn)變?yōu)樨?/p>

9、氏體，并擴散鍛件表層的氫加熱到650-700保溫用以減少溫度應(yīng)力。繼續(xù)加熱到重結(jié)晶溫度約為880900重結(jié)晶作用是細化晶粒，還可以使心部氫向表層擴散爐冷后第二次過冷，溫度降為280320將奧氏體快速轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿《鶆虻呢愂象w，同時使表層氫向表面擴散。加熱到630-660做長期保溫除繼續(xù)使氫擴散之外，還能降低組織應(yīng)力較快冷卻到400由于這時鋼具有一定塑性（原因）緩慢冷卻到350后再出爐，出爐溫度約為150。以后因鋼塑性低及接近馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（原因）冷卻規(guī)范大鍛件鍛后的的冷卻方式主要包括冷卻和等溫冷卻，通常與鍛后熱處理一起進行。 奧氏體等溫冷卻示意圖（1連續(xù)冷卻 2等溫冷卻） 發(fā)電子轉(zhuǎn)子在鍛后冷卻的過程中，主要經(jīng)歷了三次冷卻，其中兩次為兩次280320的等溫封爐冷卻：第一次冷卻目的是使殘余奧氏體迅速完全轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w，并擴散鍛件表層的氫；第二次冷卻的目的是將奧氏體快速轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿《鶆虻呢愂象w，此時為下貝氏體