Fremstillingsprocessen for smedede motorafskærmningsringe

Fremstillingsprocessen for smedede motorafskærmningsringe

Studerede varm smedningsproces, behandlingsproces med fast opløsning, og kold deformation hydraulisk udbuling styrkelse proces af 1Mn18Cr18N motor fastholdelsesring, bestemt de tekniske procesparametre, og i sidste ende produceret den krævede fastholdelse smedede ringe.

Beskyttelsesringen på en 20 MW højstyrke-elmotor med ultrahøj hastighed er en nøglekomponent i drivmotoren på boosterpumpen i det nationale lokaliseringsprojekt for nøgleudstyr - West-East Gas. Rørledningsprojekt. Nøglen til at løse lokaliseringsprocessen for denne elektriske motor er, om den kan masseproduceres inden for landets grænser. På grund af de høje tekniske krav og fremstillingsvanskeligheder for beskyttelsesringen i denne specifikation bruges importerede smedegods til installation, hvilket resulterer i høje priser og en tung omkostningsbyrde for hele maskinen, hvilket har begrænset lokaliseringsprocessen for denne specifikation elmotor. For at erstatte import og eliminere tekniske barrierer har vores virksomhed udviklet dette produkt og haft succes med at danne en batchproduktionskapacitet.

Da rotoren roterer ved høj hastighed (5200r/min), skal holderingen kunne modstå en stor centrifugalkraft i enden af rotoren og forhindre skader på enden af rotorspolen. Det er et krav, at holderingen har gode mekaniske egenskaber (R_p0.2>1070MPa). Brug af 1Mn18Cr18N som materiale til fremstilling af beskyttelsesringen kan ikke kun undgå opvarmning af motorens beskyttelsesring under drift på grund af elektromagnetisk induktion, men også effektivt forbedre motorens arbejdseffektivitet og sikkerhed under drift. Almindelig varmebehandling metoder kan ikke forbedre de mekaniske egenskaber for austenitiske materialer uden faseændring ved stuetemperatur. Kun hydraulisk kolddeformationsforstærkning kan bruges til at forbedre de mekaniske egenskaber i dette materiale.

1. Tekniske specifikationer for beskyttelsesringen til 20MW1Mn18Cr18N-motoren

Når man leverer den færdige beskyttelsesring, er det nødvendigt at opfylde kundens krav til dens præstationsindikatorer og interne kvalitet. Kunden kræver, at den kemiske sammensætning af det færdige produkt fra smedningen af beskyttelsesringen opfylder tabel 1, at de mekaniske egenskaber opfylder tabel 2, og at den magnetiske permeabilitet ikke overstiger 13,2, når den magnetiske feltstyrke er 8000A/m × 10.^-7H/m, restspændingen skal være mindre end 10% af flydespændingen. En færdig beskyttelsesring i størrelsen Ф 800mm ×Ф 670mm × 585mm leveres, og det indre inspiceres i henhold til ikke-destruktiv afprøvning kravene i JB/T7030-2002 for at sikre, at der ikke er for mange fejl.

Tabel.1 Krav til kemisk sammensætning for 1Mn18Cr18N (massefraktion, %)

C	Si	Mn	P	S	Cr	N
≤0.12	≤0.80	17.5-20.0	≤0.05	≤0.015	17.5-20.0	≥0.47

Tabel.2 Krav til mekaniske egenskaber

Projekt	Rp0.2/MPa	Rm/MPa	A4（ %）	Z（ %）	KV/J
Tangentiel retning	1070 - 1210	≥1070	≥15	≥52	≥82
Testtemperatur/T	95 - 105				20 - 27

2. Udvikling af varm smedeproces til beskyttelsesringe

Baseret på kundens krav til den mekaniske ydeevne for testringen af beskyttelsesringens emne, kombineret med mange års produktions- og fremstillingserfaring og selve materialets ydeevneegenskaber, indhentes relevante data for at give de grove drejedimensioner og smedeprocesdimensioner for smedningen af beskyttelsesringen. Dette er den største forskel fra de konventionelle smedeprocesindstillinger.

Produktionsprocessen for beskyttelsesringen er som følger: smeltning → støbning af ingot → opvarmning → smedning → grovdrejning → solid solution-behandling → præcisionsbehandling før forstærkning → kold deformation hydraulisk udbuling forstærkning → restspændingsaflastning varmebehandling → fysisk og kemisk test → ikke-destruktiv test efter præcisionsbehandling → emballering og levering. Dimensionerne på den blanke smedning af holderingen er vist i figur 1, og de varme smedeprocesstrin er vist i tabel 3, som er smedet ved hjælp af elektroslaggeomsmeltning af stålblokke.

Figur.1 Dimension af holderingens emne Smedning

Tabel.3 Procesplan for varm smedning

Brandfrekvens	Temperatur/˚C	Forklaring af deformationsprocessen
1. brand	1 000-1200	Oprejsning til en højde på 400 mm
2. brand	1 000-1200	Stansediameteren er Ф 300 mm
3. brand	1 000-1200	Ekspansionshullets diameter er Ф 470 mm.
4. brand	1 000-1200	Forlæng kernestangen til 600 mm
5. brand	950-1200	Vandkøling efter forlængelse og nivellering af endefladen, så den passer til processenss krav

Figur 2 Proceskurve for behandling af fast opløsning
I processen med varm smedning af smederinge, fordi 1Mn18Cr18N smederingstål hører til højt ikke-magnetisk mangan austenitisk rustfrit stål, med mangan- og kromindhold på 18% og nitrogenindhold på over 0,5%, opstår der let overfladesprækker under smedeprocessen. For at forhindre forekomsten af overfladesprækker er det nødvendigt at slå let under smedning, med rimelighed bruge en lille reduktionsmængde og kontrollere tilførselsmængden.

3. Behandling af fast opløsning

Behandling med fast opløsning henviser til opvarmning af en legering til en enfaset zone med høj temperatur og opretholdelse af den ved en konstant temperatur, så karbider opløses helt i den austenitiske matrix og derefter hurtigt nedkøles for at opnå en ensartet og stabil austenitstruktur, forbedre sejhed og korrosionsbestandighed og forbedre den kolde deformation, der styrker materialets ydeevne. Kurven for behandling med fast opløsning af emnet efter grovbearbejdning af 1Mn18Cr18N-holderringen er vist i figur 2.

4. Forstærkning ved kold deformation

• (1) For at imødekomme kundens krav til de mekaniske egenskaber og dimensioner af smedede støtteringe, er det nødvendigt at styrke dem gennem hydraulisk udbuling og kold deformation.
• (2) Brug en højtrykspumpe til at sprøjte vand ind i det lukkede rum, der dannes af beskyttelsesringen og formen, hvilket forårsager plastisk deformation af beskyttelsesringen efter grov drejning. Dette kan lette kontrollen af beskyttelsesringens ydre dimensioner og deformationshastighed.
• (3) Denne beskyttelsesring er slank sammenlignet med konventionelle beskyttelsesringe. Den har et stort størrelsesforhold før udbuling, hvilket let kan forårsage en konkav samleskinne (almindeligvis kendt som bell mouth) under den hydrauliske udbuling. Vi havde fremstillet positionerings- og begrænsningsanordninger, før vi udvidede beskyttelsesringen. Vi bestemte de øjeblikkelige lavtryksparameterværdier, der sikrer, at beskyttelsesringens hydrauliske ekspansionsproces matcher den ultrahøjtryksvæske, der kræves til ekspansion. Efter omhyggelig kontrol og løbende forbedring af kontrolparametrene er beskyttelsesringen blevet deformeret fra en størrelse på 660 mm før udbulingen til 810 mm, med en tolerance på ± 2 mm.

5. Stressaflastende varmebehandling

Efter forstærkning skal smedningen af beskyttelsesringen undergå varmebehandling for at stabilisere organisationen og reducere restspændingen. Spændingsaflastningskurven for holderingen er vist i figur 3.

6. Testresultater

Producenten tager den midterste ring i begge ender af holderingen og skærer testringen ud til test af den mekaniske ydeevne. Antallet og placeringen af træk- og slagprøver for hver testring er vist i figur 4. Med ovn T1205271 som eksempel er de mekaniske testresultater vist i tabel 4, og ultralydstestresultaterne er vist i tabel 5. De metallografiske undersøgelsesresultater viser en radial kornstørrelse på 4 niveauer og en langsgående kornstørrelse på 4 niveauer. Den metallografiske struktur er sammensat af austenit og spor af punktlignende karbider. Den magnetiske permeabilitetstest blev udført i henhold til bestemmelserne i "Technical Agreement for Forging and Manufacturing of Motor Retaining Rings for the West-East Gas Pipeline," Testresultaterne var en størrelsesorden lavere end brugerens krav.

Figur 3 Spændingsaflastningskurve

Figur.4 Prøveudtagningssted og -mængde

Tabel.4 Faktiske testresultater af mekaniske egenskaber

Rp0.2/MPa	Rm/MPa	A(%)	Z(%)	kv2/J
1120	1124	23.5	60	115
1083	1099	24.5	62	129
1103	1117	24.5	64	133
1085	1098	24	62	130.5
1130	1143	22.5	62	144
1130	1145	23	63	137.5
1103	1113	22.5	66	145
1136	1147	24	62	156

Tabel.5 Resultater af ultralydstest

PXUT350 + parametre	Sondefrekvens/MHz	Følsomhed/ mm	Couplant	Overfladeruhed Ra/ μ m
	2. 5	Ф2	Motorolie	3.2
Godkendelseskriterier	JB/T 7030-2002
Resultater af inspektion	Der blev ikke fundet fejl, der oversteg standarden, og den interne kvalitet af arbejdsstykkete opfylder standardkravene

7. Konklusion

Fremstillingsprocessen af motorholderringe omfatter varm smedning, behandling med fast opløsning, kold deformation, hydraulisk forstærkning af buler osv. De bestemte procestekniske parametre sikrer kvalitetskontrol af den faktiske fremstillingsproces, opfylder brugerens krav til forskellige tekniske indikatorer for denne specifikation af holderingssmedninger og udfylder hullet i den indenlandske fremstilling af 1Mn18Cr18N-holderinge med ultrahøj hastighed.

Forfatter: Zhang Xudong

Kilde: Kina Producent af smedede ringe - Yaang Pipe Industry Co., Limited (www.ugsteelmill.com)

(Yaang Pipe Industry er en førende producent og leverandør af produkter i nikkellegeringer og rustfrit stål, herunder Super Duplex Flanger i rustfrit stål, Flanger i rustfrit stål, Rørfittings i rustfrit stål, Rør i rustfrit stål. Yaangs produkter anvendes i vid udstrækning inden for skibsbygning, atomkraft, marineteknik, olie, kemi, minedrift, spildevandsbehandling, naturgas og trykbeholdere og andre industrier).

Hvis du vil have flere oplysninger om artiklen, eller hvis du vil dele din mening med os, kan du kontakte os på [email protected]