Procesul de fabricare a pieselor forjate ale inelelor de protecție a motorului

Procesul de fabricare a pieselor forjate ale inelelor de protecție a motorului

A studiat proces de forjare la cald, proces de tratare a soluțiilor solide, și procesul de întărire hidraulică de deformare la rece a inelului de reținere a motorului 1Mn18Cr18N, a determinat parametrii procesului tehnic și, în cele din urmă, a produs inelul de reținere necesar. piese forjate inelare.

Inelul de protecție al unui motor electric de înaltă rezistență de 20MW cu viteză foarte mare este o componentă cheie a motorului de acționare a pompei de rapel din proiectul național de localizare a echipamentelor cheie - West-East Gas. Proiect de conducte. Cheia rezolvării procesului de localizare a acestui motor electric este dacă acesta poate fi produs în masă la nivel național. Din cauza cerințelor tehnice ridicate și a dificultății de fabricație a inelului de protecție din această specificație, pentru instalare se folosesc piese forjate importate, ceea ce duce la prețuri ridicate și la o povară de costuri grele pentru întreaga mașină, ceea ce a restricționat procesul de localizare a acestui motor electric cu specificație. Pentru a înlocui importurile și a elimina barierele tehnice, compania noastră a dezvoltat acest produs și a reușit, formând o capacitate de producție pe loturi.

Deoarece rotorul se rotește la o viteză mare (5200r/min), inelul de reținere trebuie să reziste la o forță centrifugă mare la capătul rotorului și să prevină deteriorarea capătului bobinei rotorului. Este necesar ca inelul de reținere să aibă proprietăți mecanice bune (R_p0.2>1070MPa). Utilizarea 1Mn18Cr18N ca material pentru producerea inelului de protecție nu poate evita doar încălzirea inelului de protecție a motorului în timpul funcționării din cauza inducției electromagnetice, ci și îmbunătățirea efectivă a eficienței de lucru și a siguranței motorului în timpul funcționării. Obișnuit tratament termic nu pot îmbunătăți proprietățile mecanice ale materialelor austenitice fără schimbare de fază la temperatura camerei. Numai consolidarea prin deformare hidraulică la rece poate fi utilizată pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale acestui material.

1. Specificații tehnice ale inelului de protecție pentru motorul 20MW1Mn18Cr18N

Atunci când se livrează inelul de protecție finit, este necesar să se îndeplinească cerințele clientului în ceea ce privește indicatorii de performanță și calitatea internă a acestuia. Clientul solicită ca compoziția chimică a produsului finit al forjării inelului de reținere să respecte tabelul 1, proprietățile mecanice să respecte tabelul 2, iar permeabilitatea magnetică să nu depășească 13,2 atunci când intensitatea câmpului magnetic este de 8000A/m × 10^-7H/m, tensiunea reziduală trebuie să fie mai mică de 10% din limita de curgere. Se livrează un inel de protecție finisat conform dimensiunii Ф 800mm ×Ф 670mm × 585mm, iar interiorul este inspectat conform testarea nedistructivă cerințele din JB/T7030-2002 pentru a se asigura că nu există defecte excesive.

Tabelul.1 Cerințe privind compoziția chimică pentru 1Mn18Cr18N (fracție masică, %)

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

Tabelul.2 Cerințe privind proprietățile mecanice

Proiect	Rp0.2/MPa	Rm/MPa	A4（ %）	Z（ %）	KV/J
Direcția tangențială	1070 - 1210	≥1070	≥15	≥52	≥82
Temperatura de încercare/T	95 - 105				20 - 27

2. Dezvoltarea procesului de forjare la cald pentru inele de protecție

Pe baza cerințelor de performanță mecanică ale clientului pentru inelul de testare a piesei de lucru a inelului de protecție, combinate cu ani de experiență în producție și fabricație și cu caracteristicile de performanță ale materialului în sine, se obțin date relevante pentru a furniza dimensiunile de strunjire brută și dimensiunile procesului de forjare a forjării inelului de protecție. Aceasta este cea mai mare diferență față de setările procesului convențional de forjare.

Procesul de producție a inelului de protecție este următorul: topire → turnare lingouri → încălzire → forjare → strunjire brută → tratament cu soluție solidă → prelucrare de precizie înainte de întărire → deformare la rece întărire hidraulică de bombare → tratament termic de reducere a tensiunii reziduale → testare fizică și chimică → testare nedistructivă după prelucrarea de precizie → ambalare și livrare. Dimensiunile piesei brute forjate a inelului de reținere sunt prezentate în figura 1, iar etapele procesului de forjare la cald sunt prezentate în tabelul 3, care sunt forjate folosind lingouri de oțel de refolosire a zgurii electrice.

Figura.1 Dimensiunea inelului de reținere Blank Piese forjate

Tabelul.3 Planul procesului de forjare la cald

Frecvența incendiilor	Temperatura/˚C	Explicarea procesului de deformare
Primul incendiu	1 000-1200	Ridicarea la o înălțime de 400 mm
Al doilea incendiu	1 000-1200	Diametrul de perforare este Ф 300 mm
Al treilea incendiu	1 000-1200	Diametrul găurii de expansiune este Ф 470 mm
Al patrulea foc	1 000-1200	Extindeți tija de bază la 600 mm
Al cincilea foc	950-1200	Răcirea cu apă după alungirea și nivelarea feței de capăt pentru a îndeplini proceduraCerințe ss

Figura.2 Curba procesului de tratare a soluției solide
În procesul de forjare la cald a pieselor forjate cu inel de reținere, deoarece oțelul pentru inele de reținere 1Mn18Cr18N aparține oțelului inoxidabil austenitic austenitic cu mangan înalt nemagnetic, cu un conținut de mangan și crom de 18% și un conținut de azot de peste 0,5%, fisurile de suprafață sunt generate cu ușurință în timpul procesului de forjare. Pentru a preveni apariția fisurilor de suprafață, este necesar să se lovească ușor în timpul forjării, să se utilizeze în mod rezonabil o cantitate mică de reducere și să se controleze cantitatea de alimentare.

3. Tratarea soluției solide

Tratamentul cu soluție solidă se referă la încălzirea unui aliaj până la o zonă monofazică la temperatură ridicată și menținerea acestuia la o temperatură constantă, permițând carburilor să se dizolve complet în matricea austenitică și apoi să se răcească rapid pentru a obține o structură de austenită uniformă și stabilă, pentru a îmbunătăți tenacitatea și rezistența la coroziune și pentru a spori deformarea la rece, consolidând performanța materialului. Curba de tratare în soluție solidă a biletului după prelucrarea brută a inelului de reținere 1Mn18Cr18N este prezentată în figura 2.

4. Consolidarea prin deformare la rece

• (1) Pentru a îndeplini cerințele clientului privind proprietățile mecanice și dimensiunile forjate ale inelului de reținere, este necesar să le întărim prin bombare hidraulică și deformare la rece.
• (2) Utilizați o pompă de înaltă presiune pentru a injecta apă în spațiul închis format de inelul de protecție și matriță, provocând deformarea plastică a inelului de protecție după strunjirea brută. Acest lucru poate facilita controlul dimensiunilor externe ale inelului de protecție și al vitezei de deformare.
• (3) Acest inel de protecție este subțire în comparație cu inelele de protecție convenționale. Acesta are un raport de aspect mare înainte de bombare, ceea ce poate provoca cu ușurință o bară concavă (cunoscută în mod obișnuit sub denumirea de gură de clopot) în timpul bombării hidraulice. Am fabricat dispozitive de poziționare și limitare înainte de a extinde inelul de protecție. Am determinat valorile instantanee ale parametrilor de joasă presiune care asigură că procesul de expansiune hidraulică a inelului de protecție corespunde lichidului de presiune ultra-înaltă necesar pentru expansiune. După un control atent și o îmbunătățire continuă a parametrilor de control, inelul de protecție a fost deformat de la o dimensiune de 660 mm înainte de bombare la 810 mm, cu o toleranță de ± 2 mm.

5. Tratament termic de reducere a tensiunii

După întărire, forjarea inelului de protecție trebuie să fie supusă unui tratament termic pentru a stabiliza organizarea și a reduce tensiunea reziduală. Curba de reducere a tensiunilor inelului de protecție este prezentată în figura 3.

6. Rezultatele testelor

Producătorul ia inelul din mijloc de la ambele capete ale inelului de reținere și taie inelul de testare pentru testarea performanțelor mecanice. Numărul și amplasarea epruvetelor de tracțiune și de impact pentru fiecare inel de încercare sunt prezentate în figura 4. Luând ca exemplu cuptorul T1205271, rezultatele încercărilor de performanță mecanică sunt prezentate în tabelul 4, iar rezultatele încercărilor cu ultrasunete sunt prezentate în tabelul 5. Rezultatele examinării metalografice arată o granulație radială de 4 niveluri și o granulație longitudinală de 4 niveluri. Structura metalografică este compusă din austenită și urme de carburi asemănătoare punctelor. Testul de permeabilitate magnetică a fost efectuat în conformitate cu prevederile "Acordului tehnic pentru forjarea și fabricarea inelelor de reținere a motoarelor pentru conducta de gaz Vest-Est." Rezultatele testului au fost cu un ordin de mărime mai mici decât cerințele utilizatorului.

Figura.3 Curba de reducere a tensiunii

Figura.4 Locația și cantitatea de eșantionare

Tabelul.4 Rezultatele efective ale testului proprietăților mecanice

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

Tabelul.5 Rezultatele testelor cu ultrasunete

PXUT350 + parametri	Frecvența sondei/MHz	Sensibilitate/ mm	Couplant	Rugozitatea suprafeței Ra/ μ m
	2. 5	Ф2	Ulei de motor	3.2
Criterii de acceptare	JB/T 7030-2002
Rezultatele inspecției	Nu au fost constatate defecte care să depășească standardele, iar calitatea internă a pieselor de lucrue îndeplinește cerințele standard

7. Concluzie

Procesul de fabricare a inelelor de reținere a motorului include forjarea la cald, tratamentul cu soluție solidă, deformarea la rece, întărirea hidraulică a bombării etc. Parametrii tehnici de proces determinați asigură controlul calității procesului de fabricație real, îndeplinesc cerințele utilizatorului pentru diverși indicatori tehnici ai acestei specificații de forjare a inelelor de reținere și completează golul din producția internă de inele de reținere 1Mn18Cr18N cu viteză foarte mare.

Autor: Zhang Xudong

Sursa: China Producator de piese forjate inelare - Yaang Pipe Industry Co., Limited (www.ugsteelmill.com)

(Yaang Pipe Industry este un producător și furnizor de frunte de produse din aliaj de nichel și oțel inoxidabil, inclusiv flanșe din oțel inoxidabil Super Duplex, flanșe din oțel inoxidabil, fitinguri din oțel inoxidabil, țevi din oțel inoxidabil, țevi din oțel inoxidabil. Produsele Yaang sunt utilizate pe scară largă în construcții navale, energie nucleară, inginerie marină, petrol, chimie, minerit, tratarea apelor uzate, gaze naturale și vase sub presiune și alte industrii).

Dacă doriți mai multe informații despre acest articol sau doriți să ne împărtășiți opinia dumneavoastră, contactați-ne la adresa de e-mail [email protected]