CN104033189B - 一种汽轮机叶片的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽轮机叶片,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.1-0.12%,Si:0.5-0.8%,Mn:0.3-0.6%,S:0.01-0.02%,P:0.1-0.022%,Cr:12-13%,Ni:0.02-0.06%,Cu:0.1-0.3%,Mo:0.2-0.5%,W:0.05-0.36%,V:0.33-0.55%,Nb:0.5-0.8%,其余为Fe和微量杂质,并提供了一种汽轮机叶片的加工工艺,该汽轮机叶片不仅使用寿命长,提高了抗腐蚀性、耐磨性和抗氧化性,能适应各种恶劣的环境中工作,降低了成本,切削性能也得到了显著的提高,提供的加工工艺,不仅能降低加工成本,而且能提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机叶片,具体的说是一种汽轮机叶片的加工工艺。
背景技术
汽轮机叶片是很重要的一个零部件之一,由于其使用环境复杂恶劣,对汽轮机叶片的要求就很多,如:抗腐蚀性、耐磨性、抗氧化性等等,并且汽轮机叶片的使用寿命直接影响到生产的效率和生产的安全性,其表面多为曲面,加工复杂,且制作周期较长,所以为了提高生产效率,降低成本,保证生产的安全可靠,急需一种稳定,使用寿命长的汽轮机叶片,且在生产工艺上要比以往更加高效,成本更低,操作更简单,加工效率高的一种加工工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是,针对以上现有技术的缺点,提出一种汽轮机叶片的加工工艺,该汽轮机叶片不仅使用寿命长,而且提高了抗腐蚀性、耐磨性和抗氧化性,能适应各种恶劣的环境中工作,降低了成本,切削性能也得到了显著的提高,提供的加工工艺,不仅能降低加工成本,缩短加工周期,而且能提高工作效率,满足批量生产,更加快捷,简单的完成工作任务,提高企业的生产效益。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是通过以下方式实现的:一种汽轮机叶片,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.1-0.12%,Si:0.5-0.8%,Mn:0.3-0.6%,S:0.01-0.02%,P:0.1-0.022%,Cr:12-13%,Ni:0.02-0.06%,Cu:0.1-0.3%,Mo:0.2-0.5%,W:0.05-0.36%,V:0.33-0.55%,Nb:0.5-0.8%,其余为Fe和微量杂质;
这样,加入Mo元素,能改善钢的耐腐蚀性,提高钢的强度,加入W元素,钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性,加入V元素,在锻造中能细化晶粒,可加大钢的强度、韧性、抗腐蚀能力、耐磨能力和承受冲击负荷的能力等,加入Nb元素,能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力,加入Cu元素,能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能,通过加入微量元素来改善汽轮机叶片的化学性能和物理性能,提高了汽轮机叶片的使用寿命,提高了耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性。
本发明提供了一种汽轮机叶片的加工工艺,汽轮机叶片加工工艺按以下步骤进行:
步骤(1):首先检查扇形圆弧毛坯尺寸,然后先粗车一平面,深度小于5mm,再分别粗车内圆和外圆,单边留5mm的加工余量,然后进行退火热处理,退火温度在850-900℃,先空冷至700-730℃,在水冷至室温;
步骤(2):然后再精车外圆、内圆及两端面的尺寸,把圆弧毛坯安装在线切割机床上,分别加工出两端的圆弧面,然后再用铣床粗铣出汽槽再铣背平面,留0.5mm的精加工余量;采用软件对叶片进行实体造型及编制数控程序,采用球头铣刀,将叶片放入数控铣床中进行加工;
步骤(3):按图纸尺寸检测叶片尺寸,合格后把加工好的叶片先进行淬火处理,淬火温度在950-1050℃,然后油冷却以15-25℃的冷却速度冷却至室温,再进行回火,回火温度在720-750℃,保持30-45min,然后空冷至室温;
步骤(4):将加工好的叶片,以空气压缩机为动力,将喷料高速喷射到需要处理的汽轮机叶片表面,厚度为0.02-0.05mm,再进入二次热处理工序处理;
步骤(5):对汽轮机叶片表面进行抛磨,去除毛刺。
这样,通过合理的加工工艺,通过退火、淬火和回火等热处理工艺,提高汽轮机叶片的综合性能,起到细化晶粒的作用,增加其强度,通过油冷和水冷结合的方式,提高其抗腐蚀,抗高温等等,并且合理的加工步骤,降低了加工周期和加工成本,并且提高了产品的加工质量,并且在叶片表面喷涂一种喷料,使工件外表面的外表或形状发生变化,由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。
本发明进一步限定的技术方案是:
前述的汽轮机叶片,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.1%,Si:0.5%,Mn:0.3%,S:0.01%,P:0.1%,Cr:12%,Ni:0.02%,Cu:0.1%,Mo:0.2%,W:0.05%,V:0.33%,Nb:0.5%,其余为Fe和微量杂质。
前述的汽轮机叶片,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.12%,Si:0.8%,Mn:0.6%,S:0.02%,P:0.022%,Cr:13%,Ni:0.06%,Cu:0.3%,Mo:0.5%,W:0.36%,V:0.55%,Nb:0.8%,其余为Fe和微量杂质。
前述的汽轮机叶片,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.5%,Si:0.6%,Mn:0.45%,S:0.015%,P:0.02%,Cr:12.8%,Ni:0.04%,Cu:0.2%,Mo:0.35%,W:0.22%,V:0.45%,Nb:0.6%,其余为Fe和微量杂质。
前述的汽轮机叶片的加工工艺,喷料为铜矿砂或石英砂或金刚砂,使用铜矿砂或石英砂或金刚砂,其强度高,在高温下稳定,提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。
前述的汽轮机叶片的加工工艺,二次热处理工序处理:先把汽轮机叶片迅速加热到1100-1200℃,保持15-30min,再进行水冷至600-630℃,再使用油冷却至350-380℃,最后空冷至室温,这样使汽轮机叶片得到细化晶粒的作用,极大的改善了叶片的综合机型性能,提高了其耐磨性、耐高温、抗氧化性和抗腐蚀性等,增加了叶片的使用寿命。
本发明的有益效果是:通过本发明的技术方案,加入Mo元素,能改善钢的耐腐蚀性,提高钢的强度,加入W元素,钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性,加入V元素,在锻造中能细化晶粒,可加大钢的强度、韧性、抗腐蚀能力、耐磨能力和承受冲击负荷的能力等,加入Nb元素,能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性,提高强度,可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力,加入Cu元素,能提高强度和韧性,特别是大气腐蚀性能,通过加入微量元素来改善汽轮机叶片的化学性能和物理性能,提高了汽轮机叶片的使用寿命,提高了耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性。
通过合理的加工工艺,通过退火、淬火和回火等热处理工艺,提高汽轮机叶片的综合性能,起到细化晶粒的作用,增加其强度,通过油冷和水冷结合的方式,提高其抗腐蚀,抗高温等等,并且合理的加工步骤,降低了加工周期和加工成本,并且提高了产品的加工质量,并且在叶片表面喷涂一种喷料,使工件外表面的外表或形状发生变化,由于磨料对工件表面的冲击和切削作用,使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为图1中的A-A的剖视图;
其中:1-圆弧面,2-铣出汽槽,3-背平面。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明:
实施例1
本实施例提供的一种汽轮机叶片及其加工工艺,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.1%,Si:0.5%,Mn:0.3%,S:0.01%,P:0.1%,Cr:12%,Ni:0.02%,Cu:0.1%,Mo:0.2%,W:0.05%,V:0.33%,Nb:0.5%,其余为Fe和微量杂质;汽轮机叶片加工工艺按以下步骤进行:
步骤(1):首先检查扇形圆弧毛坯尺寸,然后先粗车一平面,深度小于5mm,再分别粗车内圆和外圆,单边留5mm的加工余量,然后进行退火热处理,退火温度在850℃,先空冷至700℃,在水冷至室温;
步骤(2):然后再精车外圆、内圆及两端面的尺寸,把圆弧毛坯安装在线切割机床上,分别加工出两端的圆弧面1,然后再用铣床粗铣出汽槽2再铣背平面3,留0.5mm的精加工余量;采用软件对叶片进行实体造型及编制数控程序,采用球头铣刀,将叶片放入数控铣床中进行加工;
步骤(3):按图纸尺寸检测叶片尺寸,合格后把加工好的叶片先进行淬火处理,淬火温度在950℃,然后油冷却以15℃的冷却速度冷却至室温,再进行回火,回火温度在720℃,保持30min,然后空冷至室温;
步骤(4):将加工好的叶片,以空气压缩机为动力,将铜矿砂高速喷射到需要处理的汽轮机叶片表面,厚度为0.02mm,再进入二次热处理工序处理,二次热处理工序:先把汽轮机叶片迅速加热到1100℃,保持15min,再进行水冷至600℃,再使用油冷却至350℃,然后空冷至室温。
步骤(5):对汽轮机叶片表面进行抛磨,去除毛刺。
实施例2
本实施例提供的一种汽轮机叶片及其加工工艺,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.5%,Si:0.6%,Mn:0.45%,S:0.015%,P:0.02%,Cr:12.8%,Ni:0.04%,Cu:0.2%,Mo:0.35%,W:0.22%,V:0.45%,Nb:0.6%,其余为Fe和微量杂质;汽轮机叶片加工工艺按以下步骤进行:
步骤(1):首先检查扇形圆弧毛坯尺寸,然后先粗车一平面,深度小于5mm,再分别粗车内圆和外圆,单边留5mm的加工余量,然后进行退火热处理,退火温度在900℃,先空冷至730℃,再水冷至室温;
步骤(2):然后再精车外圆、内圆及两端面的尺寸,把圆弧毛坯安装在线切割机床上,分别加工出两端的圆弧面1,然后再用铣床粗铣出汽槽2再铣背平面3,留0.5mm的精加工余量;采用软件对叶片进行实体造型及编制数控程序,采用球头铣刀,将叶片放入数控铣床中进行加工;
步骤(3):按图纸尺寸检测叶片尺寸,合格后把加工好的叶片先进行淬火处理,淬火温度在1050℃,然后油冷却以25℃的冷却速度冷却至室温,再进行回火,回火温度在750℃,保持45min,然后空冷至室温;
步骤(4):将加工好的叶片,以空气压缩机为动力,将铜矿砂或石英砂或金刚砂高速喷射到需要处理的汽轮机叶片表面,厚度为0.05mm,再进入二次热处理工序处理,二次热处理工序:先把汽轮机叶片迅速加热到1200℃,保持30min,再进行水冷至630℃,再使用油冷却至380℃,然后空冷至室温。
步骤(5):对汽轮机叶片表面进行抛磨,去除毛刺。
实施例3
本实施例提供的一种汽轮机叶片及其加工工艺,汽轮机叶片化学成分的质量百分比为:C:0.1%,Si:0.5%,Mn:0.3%,S:0.01%,P:0.1%,Cr:12%,Ni:0.02%,Cu:0.1%,Mo:0.2%,W:0.05%,V:0.33%,Nb:0.5%,其余为Fe和微量杂质;汽轮机叶片加工工艺按以下步骤进行:
步骤(1):首先检查扇形圆弧毛坯尺寸,然后先粗车一平面,深度小于5mm,再分别粗车内圆和外圆,单边留5mm的加工余量,然后进行退火热处理,退火温度在880℃,先空冷至720℃,再水冷至室温;
步骤(2):然后再精车外圆、内圆及两端面的尺寸,把圆弧毛坯安装在线切割机床上,分别加工出两端的圆弧面1,然后再用铣床粗铣出汽槽2再铣背平面3,留0.5mm的精加工余量;采用软件对叶片进行实体造型及编制数控程序,采用球头铣刀,将叶片放入数控铣床中进行加工;
步骤(3):按图纸尺寸检测叶片尺寸,合格后把加工好的叶片先进行淬火处理,淬火温度在1000℃,然后油冷却以20℃的冷却速度冷却至室温,再进行回火,回火温度在730℃,保持40min,然后空冷至室温;
步骤(4):将加工好的叶片,以空气压缩机为动力,将铜矿砂或石英砂或金刚砂高速喷射到需要处理的汽轮机叶片表面,厚度为0.04mm,再进入二次热处理工序处理,二次热处理工序:先把汽轮机叶片迅速加热到1150℃,保持20min,再进行水冷至620℃,再使用油冷却至360℃,然后空冷至室温。
步骤(5):对汽轮机叶片表面进行抛磨,去除毛刺。
这样通过本发明的技术方案,该汽轮机叶片不仅使用寿命长,而且提高了抗腐蚀性、耐磨性和抗氧化性,能适应各种恶劣的环境中工作,降低了成本,切削性能也得到了显著的提高,提供的加工工艺,不仅能降低加工成本,缩短加工周期,而且能提高工作效率,满足批量生产,更加快捷,简单的完成工作任务,提高企业的生产效益。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种汽轮机叶片的加工工艺,其特征在于:所述汽轮机叶片加工工艺按以下步骤进行:
步骤(1):首先检查扇形圆弧毛坯尺寸,然后先粗车一平面,深度小于5mm,再分别粗车内圆和外圆,单边留5mm的加工余量,然后进行退火热处理,退火温度在850-900℃,先空冷至700-730℃,在水冷至室温;
步骤(2):然后再精车外圆、内圆及两端面的尺寸,把圆弧毛坯安装在线切割机床上,分别加工出两端的圆弧面,然后再用铣床粗铣出汽槽再铣背平面,留0.5mm的精加工余量;采用软件对叶片进行实体造型及编制数控程序,采用球头铣刀,将叶片放入数控铣床中进行加工;
步骤(3):按图纸尺寸检测叶片尺寸,合格后把加工好的叶片先进行淬火处理,淬火温度在950-1050℃,然后油冷却以15-25℃的冷却速度冷却至室温,再进行回火,回火温度在720-750℃,保持30-45min,然后空冷至室温;
步骤(4):将加工好的叶片,以空气压缩机为动力,将喷料高速喷射到需要处理的汽轮机叶片表面,厚度为0.02-0.05mm,再进入二次热处理工序处理;
步骤(5):对汽轮机叶片表面进行抛磨,去除毛刺。
2.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的加工工艺,其特征在于:所述喷料为铜矿砂或石英砂或金刚砂。
3.根据权利要求1所述的汽轮机叶片的加工工艺,其特征在于:所述二次热处理工序处理:先把汽轮机叶片迅速加热到1100-1200℃,保持15-30min,再进行水冷至600-630℃,再使用油冷却至350-380℃,最后空冷至室温。
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