CN104338880A - 大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法，用于将材料为1Mn18Cr18N，直径为1050±50mm，长度为1300±50mm的护环电渣锭锻造成为护环锻件，包括以下步骤：第一步，轻锻滚压；第二步，镦粗；第三步，冲孔；第四步，一次扩孔；第五步，一次拔长；第六步，二次扩孔；第七步，二次拔长；第八步，水冷。本发明的整个锻造工艺分为七个火次，通过采用“两次扩孔+两次拔长”的锻造工艺以及控制每一火次的加热温度，其热锻过程中基本不产生明显裂纹，能够有效控制其晶粒度大小和均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种护环的锻造方法，具体涉及一种大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法。
背景技术
护环是热套在发电机转子两端，卡紧线圈端部，用于克服离心力的影响，防止线圈在转子旋转时被甩出和变形的构件。护环在发电机转子的高速旋转过程中不但要承受巨大的离心力，同时还要承受热装时的装配应力、交变应力及弯曲应力，是发电设备中的关键构件之一。
护环生产厂家大都采用1Mn18Cr18N护环钢生产大容量机组护环锻件。这种材料除导磁率等满足要求外，其塑性指标也能很好地符合要求，更重要的是该钢种极大地提高了其抗应力腐蚀能力。
其中锻造是护环生产制造过程中最重要的工序之一，同时问题也较多，是生产中的薄弱环节。不仅因为锻造是一个非稳态、多因素的复杂变形过程，研究起来比较困难，而且高锰高氮钢护环的自由锻造难以控制、塑性差、开裂现象十分严重，裂纹缺陷又难以清除，所以目前热锻制坯问题已经成为制约护环生产的关键。解决护环的晶粒度粗大和混晶的关键在于热锻，故如何控制与清理锻造裂纹，确定合适的加热温度和变形量，防止晶粒粗大与混晶是1Mn18Cr18N护环锻造的技术难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法，它可以有效控制锻件裂纹产生、晶粒度大小和均匀性。
为解决上述技术问题，本发明大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法的技术解决方案为：
用于将材料为1Mn18Cr18N，直径为1050±50mm，长度为1300±50mm的护环电渣锭锻造成为护环锻件，包括以下步骤：
第一步，轻锻滚压；
先将护环电渣锭进行加热保温；然后使温度为1180±10℃的护环电渣锭出炉，采用上平下V砧，对护环电渣锭整体进行滚压，压下量小于100mm，形成直径900mm的圆柱形护环钢坯；
对护环电渣锭进行加热保温的方法为：
先将护环电渣锭在400～500℃下保温4小时，然后以≤60℃/h的速度升温至750～800℃，保温10小时；再以≤80℃/h的速度升温至1180±10℃，保温10～13小时。
第二步，镦粗；
将护环钢坯在1210±10℃的温度下保温9～12小时；出炉后镦粗至高度800mm；
第三步，冲孔；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温1～2小时；出炉后采用双面冲孔法冲内径为Ф400mm的孔；
第四步，一次扩孔；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行一次扩孔至孔内径为Ф510mm；
第五步，一次拔长；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行一次拔长至外径为Ф1200mm；
第六步，二次扩孔；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行二次扩孔至孔内径为Ф610mm；
第七步，二次拔长；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行二次拔长至外径为Ф1070mm；
所述第四步至第七步每一火次的锻造比小于1.4。
第八步，水冷；
20分钟内水冷至200℃以下。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明在电渣锭镦粗前，采用上平下V砧，对护环电渣锭整体进行轻锻滚压，能够保证得到平整的外圆，释放钢锭的内应力，焊合皮下裂纹避免在镦粗时产生裂纹，并获得足够的镦粗比，使钢锭心部获得较大的变形量；在钢坯镦粗冲孔后，采用小变形量多火次锻造成形法，控制每一火次的变形量，能够有效避免裂纹的产生；同时严格控制钢坯每一火的料温，使其得到较为细小和均匀的晶粒度。
本发明的整个锻造工艺分为七个火次，通过采用“两次扩孔+两次拔长”的锻造工艺以及控制每一火次的加热温度，其热锻过程中基本不产生明显裂纹，能够有效控制其晶粒度大小和均匀性。锻件完工后进行快速水冷处理，使其碳化物能充分固溶，为后续磁性能检测打好基础。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1至图7是本发明大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法的过程示意图。
具体实施方式
本发明大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法，包括以下步骤：
第一步，轻锻滚压（第一火），如图1所示；
先将材料为1Mn18Cr18N，直径为1050±50mm，长度为1300±50mm的护环电渣锭进行加热保温；然后使温度为1180±10℃的护环电渣锭出炉，采用上平下V砧，对护环电渣锭整体进行滚压，压下量小于100mm，形成直径900mm，长约1760mm的圆柱形护环钢坯；
对护环电渣锭进行加热保温的方法为：
先将护环电渣锭在400～500℃下保温4小时，然后以≤60℃/h的速度升温至750～800℃，保温10小时；再以≤80℃/h的速度升温至1180±10℃，保温10～13小时。
第二步，镦粗（第二火），如图2所示；
将护环钢坯在1210±10℃的温度下保温9～12小时；出炉后镦粗至高度800mm；
第三步，冲孔（第三火），如图3所示；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温1～2小时；出炉后采用双面冲孔法冲内径为Ф400mm的孔；冲孔之后清理毛刺；
第四步，一次扩孔（第四火），如图4所示；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒扩孔至孔内径为Ф510mm；
第五步，一次拔长（第五火），如图5所示；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒拔长至外径为Ф1200mm；一次拔长之后平整端面；
第六步，二次扩孔（第六火），如图6所示；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒扩孔至孔内径为Ф610mm；
第七步，二次拔长（第七火），如图7所示；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒拔长至外径为Ф1070mm；
上述第四步至第七步每一火次的锻造比小于1.4；
第八步，水冷；
20分钟内水冷至200℃以下。
Claims (4)
1.一种大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法，用于将材料为1Mn18Cr18N，直径为1050±50mm，长度为1300±50mm的护环电渣锭锻造成为护环锻件，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，轻锻滚压；
先将护环电渣锭进行加热保温；然后使温度为1180±10℃的护环电渣锭出炉，采用上平下V砧，对护环电渣锭整体进行滚压，压下量小于100mm，形成圆柱形护环钢坯；
第二步，镦粗；
将护环钢坯在1210±10℃的温度下保温9～12小时；出炉后镦粗；
第三步，冲孔；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温1～2小时；出炉后采用双面冲孔法冲孔；
第四步，一次扩孔；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行一次扩孔；
第五步，一次拔长；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行一次拔长；
第六步，二次扩孔；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行二次扩孔；
第七步，二次拔长；
将护环钢坯在1180±10℃的温度下保温4～6小时；出炉后采用芯棒进行二次拔长；
第八步，水冷。
2.根据权利要求1所述的大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法，其特征在于：所述第一步中对护环电渣锭进行加热保温的方法为：
先将护环电渣锭在400～500℃下保温4小时，然后以≤60℃/h的速度升温至750～800℃，保温10小时；再以≤80℃/h的速度升温至1180±10℃，保温10～13小时。
3.根据权利要求1所述的大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法，其特征在于：所述第四步至第七步每一火次的锻造比小于1.4。
4.根据权利要求1所述的大型电站用1Mn18Cr18N钢护环的锻造方法，其特征在于：所述第八步的水冷方法为：20分钟内水冷至200℃以下。
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