CN113528797B - 一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺，具体涉及磁轭配件制备方法领域，该工艺能够解决磁轭锻件不符合产品要求的问题。该热处理工艺包括如下步骤：将锻造后的整圆环磁轭锻件装炉，冷却至660±15℃，保温后，冷却至300±30℃，保温后，升温至660±15℃，保温后，升温至890～920℃，保温后，冷却至690±15℃，保温后，冷却至660±15℃，保温后，冷却至300℃后，将整圆环磁轭锻件取出在空气中冷却至常温。本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺能够有效改善整圆环磁轭锻件的金相组织和晶粒度，确保生产出的整圆环磁轭锻件符合产品要求。

Description

一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺
技术领域
本发明涉及磁轭配件制备方法领域，特别是涉及一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺。
背景技术
磁轭是发电电动机的关键部件，在发电电动机组运行过程中起着非常重要的作用，磁轭结构的稳定性直接影响机组的安全、可靠运行。磁轭也是发电电动机磁路的重要组成部分，在运行过程中，磁轭受离心力、电磁力及扭矩的综合作用，因此，发电电动机对磁轭的各项性能要求很高。尤其是抽水蓄能发电电动机，由于其频繁启停、正反转且转速高，工况运行恶劣，对磁轭的要求更为苛刻。
现有的磁轭多采用高强度环形厚钢板叠压制成，通过环形厚钢板的叠加、焊接成为一个整体，其制造工艺复杂、可互换性差、技术要求较高、整体刚度有限、板利用率低、制造周期长、钢板间存在缝隙，在生产、运输及安装过程中容易出现变形、错牙等问题。为解决上述问题发明了整圆环磁轭锻件，整圆环磁轭锻件的锻后热处理技术并不成熟，无法保证整圆环磁轭锻件的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺，能够保证整圆环磁轭锻件的质量合格。
为满足上述技术目的及其相关技术目的，本发明提供了一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺，其包括如下步骤：
锻造工艺要求最终锻造温度大于或等于800℃。
1、将锻造后的整圆环磁轭锻件装炉，冷却至660±15℃，进行第一次保温处理，保温时间的计算公式为1.5～2.5h/100mm，需要根据锻件的具体尺寸计算需要保温的时间，如锻件的尺寸为300mm，则其保温时间为4.5～7.5小时；
2、冷却至300±30℃，进行第二次保温处理，保温时间的计算公式为2～3h/100mm；
3、升温至660±15℃，进行第三次保温处理，保温时间的计算公式为1～1.5h/100mm；
4、升温至890～920℃，进行第四次保温处理，保温时间的计算公式为2.5～3.5h/100mm；
5、冷却至690±15℃，进行第五次保温处理，保温时间的计算公式为2.5～3.5h/100mm；
6、冷却至660±15℃，进行第六次保温处理，保温时间的计算公式为2.5～3.5h/100mm；
7、冷却至300℃，将整圆环磁轭锻件取出在空气中冷却至常温。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤1中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤2中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤3中，升温速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤4中，升温速度为小于或等于100℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤5中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤6中，冷却速度为小于或等于10℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤7中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤5、步骤6和步骤7中，所述的冷却均为封炉冷却。
本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺能够有效改善整圆环磁轭锻件的金相组织和晶粒度，确保生产出的整圆环磁轭锻件符合产品要求。
附图说明
图1为本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺曲线图；
图2为本发明实施例1制备的整圆环磁轭锻件的样品a和样品b的显微组织图；
图3为本发明实施例1制备的整圆环磁轭锻件的样品a和样品b的晶粒度检验图；
图4为整圆环磁轭锻件的CCT曲线图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
整圆环磁轭锻件的成分检测结果为：C0.178％，Si0.27％，Mn0.83％，P0.006％，S0.004％，Cr0.71％，Mo0.29％，Ni1.53％，V0.015％，Cu0.1％，Nb0.015％，Ti0.008％，Ceq0.632，余量为Fe。其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。
请参阅图4，图4是整圆环磁轭锻件的CCT曲线图。CCT曲线即过冷奥氏体连续冷却转变曲线，其反应了在连续冷却条件下过冷奥氏体的转变规律，该曲线是分析转变产物组织与性能的依据，也是制定热处理工艺的重要参考资料。
从图4中可以看出，材质B(贝氏体)转变区域范围很广，而材质F(铁素体)和材质P(珠光体)转变区域右移，且范围很窄，有效转变区域仅为30～70℃。根据上述数据本发明提供了一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺。
请参阅图1，图1是本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺。
一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺，其包括如下步骤：
锻造工艺要求最终锻造温度大于或等于800℃。
1、将锻造后的整圆环磁轭锻件装炉，冷却至660±15℃，进行第一次保温处理，保温时间的计算公式为1.5～2.5h/100mm，需要根据锻件的具体尺寸计算需要保温的时间，如锻件的尺寸为300mm，则其保温时间为4.5～7.5小时；
2、冷却至300±30℃，进行第二次保温处理，保温时间的计算公式为2～3h/100mm；
3、升温至660±15℃，进行第三次保温处理，保温时间的计算公式为1～1.5h/100mm；
4、升温至890～920℃，进行第四次保温处理，保温时间的计算公式为2.5～3.5h/100mm；
5、冷却至690±15℃，进行第五次保温处理，保温时间的计算公式为2.5～3.5h/100mm；
6、冷却至660±15℃，进行第六次保温处理，保温时间的计算公式为2.5～3.5h/100mm；
7、冷却至300℃，将整圆环磁轭锻件取出在空气中冷却至常温。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤1中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤2中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤3中，升温速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤4中，升温速度为小于或等于100℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤5中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤6中，冷却速度为小于或等于10℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤7中，冷却速度为小于或等于30℃/h。
在本发明整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺一示例中，在步骤5、步骤6和步骤7中，所述的冷却均为封炉冷却。
按照上述步骤对整圆环磁轭锻件进行锻后热处理，能够使组织转变在材质F和材质P的转变区域停留较长时间，从而提升材质F和材质P在整圆环磁轭锻件中的占比，降低材质B的占比，并且将粗大的材质B转变为细小的材质B。在后期调质过程中，能够有效避免粗大的材质B通过组织遗传导致晶粒度粗大，甚至混晶，影响整圆环磁轭锻件的性能。因此能够改善整圆环磁轭锻件的金相组织和晶粒度，改善整圆环磁轭锻件的机械性能，确保生产出的整圆环磁轭锻件能够满足产品要求。
实施例1
锻造300mm的整圆环磁轭锻件，其最终的锻造温度≥800℃，并按照如下步骤进行锻后热处理：
1、将整圆环磁轭锻件装炉，以30℃/h的冷却速度冷却至645℃，进行第一次保温处理，保温时间为4.5小时。
2、以30℃/h的冷却速度冷却至270℃，进行第二次保温处理，保温时间为6小时。
3、以30℃/h的升温速度升温至645℃，进行第三次保温处理，保温时间为3小时。
4、以100℃/h的升温速度升温至890℃，进行第四次保温处理，保温时间为7.5小时。
5、以30℃/h的冷却速度封炉冷却至675℃，进行第五次保温处理，保温时间为7.5小时。
6、以10℃/h的冷却速度封炉冷却至645℃，进行第六次保温处理，保温时间为7.5小时。
7、冷却至300℃，将整圆环磁轭锻件取出，在空气中冷却至常温。
实施例2
锻造300mm的整圆环磁轭锻件，其最终的锻造温度≥800℃，并按照如下步骤进行锻后热处理：
1、将整圆环磁轭锻件装炉，以25℃/h的冷却速度冷却至675℃，进行第一次保温处理，保温时间为7.5小时。
2、以25℃/h的冷却速度冷却至330℃，进行第二次保温处理，保温时间为9小时。
3、以25℃/h的升温速度升温至675℃，进行第三次保温处理，保温时间为4.5小时。
4、以90℃/h的升温速度升温至920℃，进行第四次保温处理，保温时间为10.5小时。
5、以25℃/h的冷却速度封炉冷却至705℃，进行第五次保温处理，保温时间为10.5小时。
6、以8℃/h的冷却速度封炉冷却至675℃，进行第六次保温处理，保温时间为10.5小时。
7、冷却至300℃，将整圆环磁轭锻件取出，在空气中冷却至常温。
实施例3
锻造300mm的整圆环磁轭锻件，其最终的锻造温度≥800℃，并按照如下步骤进行锻后热处理：
1、将整圆环磁轭锻件装炉，以20℃/h的冷却速度冷却至660℃，进行第一次保温处理，保温时间为7小时。
2、以30℃/h的冷却速度冷却至300℃，进行第二次保温处理，保温时间为8小时。
3、以30℃/h的升温速度升温至660℃，进行第三次保温处理，保温时间为4小时。
4、以80℃/h的升温速度升温至900℃，进行第四次保温处理，保温时间为10小时。
5、以20℃/h的冷却速度封炉冷却至690℃，进行第五次保温处理，保温时间为9小时。
6、以5℃/h的冷却速度封炉冷却至660℃，进行第六次保温处理，保温时间为8小时。
7、冷却至300℃，将整圆环磁轭锻件取出，在空气中冷却至常温。
实施例4
锻造300mm的整圆环磁轭锻件，其最终的锻造温度≥800℃，并按照如下步骤进行锻后热处理：
1、将整圆环磁轭锻件装炉，以30℃/h的冷却速度冷却至675℃，进行第一次保温处理，保温时间为4.5小时。
2、以20℃/h的冷却速度冷却至270℃，进行第二次保温处理，保温时间为9小时。
3、以20℃/h的升温速度升温至660℃，进行第三次保温处理，保温时间为3小时。
4、以100℃/h的升温速度升温至920℃，进行第四次保温处理，保温时间为10.5小时。
5、以20℃/h的冷却速度封炉冷却至675℃，进行第五次保温处理，保温时间为7.5小时。
6、以10℃/h的冷却速度封炉冷却至660℃，进行第六次保温处理，保温时间为10.5小时。
7、冷却至300℃，将整圆环磁轭锻件取出，在空气中冷却至常温。
对实施例1～4制备的整圆环磁轭锻件进行取样，取样位置为距内孔边缘90mm的1/2厚度处，取关于中轴线对称的两组样品，即样品a与样品b，将取得的样品a与样品b制成试验用试样，进行金相组织检验和晶粒度检验。下面以实施例1制备的整圆环磁轭锻件的样品为例，对其检测结果进行分析。
请参阅图2，图2是本发明整圆环磁轭锻件经锻后热处理后的样品a和样品b的显微组织图。应用金相显微镜对样品a和样品b的试样进行金相分析试验，放大倍数均为100倍，从图2中可以看出，样品a的金相组织为材质P、材质F和细小的材质B，样品b的金相组织为材质P、材质F和细小的材质B。所以实施例1制备的整圆环磁轭锻件的金相组织为材质P、材质F和细小的材质B，该金相组织构成有利于下一步的调质处理，能够满足产品的需求。
请参阅图3，图3是本发明整圆环磁轭锻件经锻后热处理后的样品a和样品b的晶粒度检验图。应用金相显微镜对样品a和样品b的试样进行晶粒度检验，放大倍数均为100倍，从图3中可以看出，样品a的晶粒度为5级，样品b的晶粒度为5级，所以实施例1制备的整圆环磁轭锻件的晶粒度为5级，能够满足产品的需求。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种整圆环磁轭锻件的锻后热处理工艺，其特征在于：整圆环磁轭锻件的成分检测结果为：C0.178％，Si0.27％，Mn0.83％，P0.006％，S0.004％，Cr0.71％，Mo0.29％，Ni1.53％，V0.015％，Cu0.1％，Nb0.015％，Ti0.008％，Ceq0.632，余量为Fe，其中，Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15；其包括如下步骤：
(1)将锻造后的整圆环磁轭锻件装炉，冷却至660±15℃，进行第一次保温处理，冷却速度为小于或等于30℃/h；
(2)冷却至300±30℃，进行第二次保温处理，冷却速度为小于或等于30℃/h；
(3)升温至660±15℃，进行第三次保温处理，升温速度为小于或等于30℃/h；
(4)升温至890～920℃，进行第四次保温处理，升温速度为小于或等于100℃/h；
(5)冷却至690±15℃，进行第五次保温处理，冷却速度为小于或等于30℃/h；
(6)冷却至660±15℃，进行第六次保温处理，冷却速度为小于或等于10℃/h；
(7)冷却至300℃，将整圆环磁轭锻件取出在空气中冷却至常温，冷却速度为小于或等于30℃/h；
在步骤(5)、步骤(6)和步骤(7)中，所述的冷却均为封炉冷却。
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