CN116274807A - 一种叶轮锻造方法、使用该方法制造的叶轮和离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叶轮锻造方法、使用该方法制造的叶轮和离心泵，涉及离心泵叶轮制造技术领域，该叶轮锻造方法，包括：精锻前加热处理；对经过加热处理的毛坯进行精锻得到直径为D₃的叶轮锻件，在所述叶轮锻件的一表面上设有目标凸起部以及叶条；其中，所述毛坯直径为D₂，与叶轮锻件直径D₃相等；所述毛坯至少在其中一表面上设有用于在精锻过程中形成所述目标凸起部的预凸起；在精锻过程中至少锻压两次且至少在第一次锻压过程中沿毛坯轴向上的塑性变形形成所述目标凸起部。采用该方法锻造出的叶轮强度高，表面平整性好，流道表面致密光滑，且用料可控，节约资源，较为环保。

Description

一种叶轮锻造方法、使用该方法制造的叶轮和离心泵

技术领域

本发明涉及离心泵叶轮制造技术领域，具体涉及一种叶轮锻造方法、使用该方法制造的叶轮和离心泵。

背景技术

离心泵的叶轮是离心泵的做功零件，依靠它的高速旋转对液体做功而实现液体的输送，是离心泵的重要零件之一。

叶轮一般由轮毂、叶片和盖板三部分组成。叶轮的盖板有前盖板和后盖板之分，叶轮入口侧的盖板称为前盖板，另一侧的盖板称为后盖板。按结构形式，叶轮可分为闭式、半开式和开式三种形式。其中，闭式叶轮在叶轮的两侧均有盖板；半开式叶轮一般分为两种，一种为前半开式，由后盖板与叶片组成，另一种为为后半开式，由前盖板与叶片组成。

离心泵的叶轮在工作过程中由电机的轴带动，在盖板的中间设有环形的凸台，一侧用来连接电机的轴，另一侧将多个叶片的端部串起来支撑叶片。环形的凸台往往在盖板的中间居中设置，从侧面看环形凸台分别由盖板两侧面(沿轴向)向外沿凸起。

在盖板其中的一侧面上有(或者两个侧边都有)若干叶片(或称之为叶条)，叶片在盖板的表面呈螺旋线状由中心向外辐射，多个叶片围绕盖板中间的凸台圆周均布。

离心泵叶轮传统的制造方式一般是采用铜合金铸造、钣金拼接工艺制造。这种通过拼接成型的叶轮采用了分体式的设计，将叶片两端与上盖盘和下盖盘均分别通过铆钉相铆接在一起。通过铆钉铆接的叶轮强度不高，在使用中容易因连接强度低、并合力不强而出现脱落等问题。另外，通过铆钉铆接的叶轮因生产工艺和装配误差等因素，无法保证其上盖盘和下盖盘在拼接后的平整性，这样会产生粗糙不平整的问题，进而影响叶轮在日常使用过程中的性能。

还有通过砂铸一体成型的叶轮，一方面这种叶轮其流道相对粗糙，会影响水泵的使用性能；另一方面叶轮在砂铸的过程中对重量的可控性较差，会造成资源的浪费，且砂铸涉及到冶炼及浇灌的工艺，不利于环保。

若采用锻造工艺，虽然能一定程度上能解决上述的某些问题，但在制坯过程中，用板料的话，下料麻烦且锻件的中间凸台需要料多，用板薄了，中间很难充满，用板厚了，外部余料太多，造成浪费，而且对锻造的吨位要求很大。

另外，在国家标准GB/T 20078-2006中对铜和铜合金的锻件有明确的规定，要求了一般腹板上的肋条高度与宽度之比的范围。而叶轮不仅边缘处较薄，而且还高出盖板一定的高度，经计算，该高度和边缘宽度之比已经高于国家标准的范围，所以采用常规锻造工艺，无法锻造出符合预期的叶轮锻件。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种叶轮锻造方法、使用该方法制造的叶轮和离心泵，其中锻造出的叶轮尺寸符合预期，强度高，表面平整性好，流道表面致密光滑，且用料可控，节约资源，较为环保。

为了达到上述目的，本发明在第一方面采用如下技术方案：

一种叶轮锻造方法，包括，

精锻前加热处理；

对经过加热处理的毛坯进行精锻得到直径为D₃的叶轮锻件，在所述叶轮锻件的一表面上设有目标凸起部以及叶条；

其中，所述毛坯直径为D₂，与叶轮锻件直径D₃相等；所述毛坯至少在其中一表面上设有用于在精锻过程中形成所述目标凸起部的预凸起；在精锻过程中至少锻压两次且至少在第一次锻压过程中沿毛坯轴向上的塑性变形形成所述目标凸起部。

通过选用直径和目标锻件相同直径的毛坯，其在锻造过程中，可以减少毛坯中的沿径向拉伸的部分，将作用力主要集中在预凸起形成目标凸起部，以及形成符合条件的叶条。其中在第一次锻压后形成目标凸起后，在之后的锻压过程中就可以将毛坯的塑性变形完全集中在叶条的形成上。另外事先在毛坯上预制预凸起，可以适当减少锻造过程中预凸起的延伸量，也能起到将作用力集中在叶条的形成上，进而可以锻造出远超国家标准的尺寸。

可选的，所述毛坯采用以下步骤获得：

制备棒料；所述棒料是从直径为D₁的铜合金圆棒上切下厚度为H₁的一段制成，所述棒料直径D₁小于所述毛坯直径D₂；

初锻前加热处理；

对经过加热处理的棒料进行初锻得到所述毛坯；

其中，在初锻过程中至少锻压两次；所述棒料的直径足以覆盖所述预凸起，以使至少在第一次锻压过程中沿棒料轴向上的塑性变形可以形成所述预凸起，在之后的锻压过程中沿棒料径向上的塑性变形使其直径由D₁扩增到D₂。

可选的，所述初锻前加热处理包括分别对所述棒料和初锻设备进行加热处理；所述精锻前加热处理包括分别对所述毛坯和精锻设备进行加热处理；

其中，经过加热处理后棒料的温度与经过加热处理后毛坯的温度相同，且两者均在750±50℃。

同样通过锻造来预制毛坯，同时初锻过程中的加工温度和精锻过程中的温度保持相同，尽可能的使初锻后毛坯的温度恢复到初锻前的程度，再进行精锻。因为在初锻过程中棒料的温度会逐步降低，其延展性也会随温度降低，所以精锻前要再次加热，恢复其延展性，方便加工。

可选的，在所述初锻前加热处理和所述精锻前加热处理中，经过加热处理后初锻设备的温度与经过加热处理后精锻设备的温度相同，且两者均在750±50℃。

可选的，所述叶轮锻件包括：

锻件主体，直径为D₃，具有第三表面和第四表面；

设置在第三表面中间的第三凹部，所述第三凹部相对第三表面的深度为H₃₄；

环绕设置所述第三凹部外的第三凸肋；

设置在第四表面中间的第二凸部；

环绕设置在所述第二凸部外的第四凸肋；以及，

立设在所述第四表面的叶条，叶条一端与所述第四凸肋相连，叶条另一端沿螺旋线状向外延伸；

其中，由所述第三凸肋和所述第四凸肋形成所述凸起部；

所述毛坯包括：

毛坯主体，呈圆板状，直径为D₂，包括第一表面和第二表面；

设置于第一表面中间的第一凹部，所述第一凹部相对所述第一表面的深度为H₂₄；

环绕在所述第一凹部外的第一凸肋，所述第一凸肋到第一表面的距离小于所述第三凸肋到第三表面的距离，用以在精锻过程中形成所述第三凸肋；

环绕在所述第一凸肋外的第二凹部；

设置在第二表面中间的第一凸部，所述第一凸部到所述第三表面的距离大于所述第二凸部到所述第一表面的距离；以及，

环绕设置在所述第一凸部外的第二凸肋，用以在精锻过程中形成所述第四凸肋；

其中由所述第一凸肋和第二凸肋形成所述预凸起；且H₂₄＝H₃₄，在所述精锻过程中，所述毛坯的第一表面和第一凹部的底面贴合在所述精锻设备的型腔内作为支撑面，所述叶条由所述毛坯的第二表面经冲头锻压形成。

可选的，所述第一凸肋的直径为D₂₁，所述第二凸肋的直径为D₂₂，所述棒料的直径为D₁；其中直径D₁大于等于直径D₁₁，直径D₁大于等于直径D₂₂，直径D₁小于等于直径D₂。

可选的，所述第一凸肋的直径D₂₁为76±4mm，所述第二凸肋的直径D₂₃为92.5±15mm，所述毛坯直径D₂为280±50mm；所述棒料的直径D₁在107.5mm-330mm之间；在初锻和精锻过程中的锻造压力在800T-1600T。

可选的，所采用的铜合金为CuZn₄OPb₂。

此外，本发明在第二方面还提供了一种叶轮，所述叶轮采用了在第一方面中所述的叶轮锻造方法，在所述叶条垂直于其延伸方向上的截面中，叶条的高度为h，对应该高度下叶条端部的最小宽度为bmin；则所述叶条至少有一截面上的h和bmin满足以下条件：

当6mm＜h≤12mm时，bmin＝2mm；

或当12mm＜h≤20mm时，bmin＝2.5mm；

或当20mm＜h≤32mm时，bmin＝3mm；

或当32mm＜h≤50mm时，bmin＝4mm；

或当50mm＜h≤80mm时，bmin＝6mm；

或当80mm＜h≤126mm时，bmin＝8mm；

或当h＞126mm时，bmin＝9mm。

本发明所提供的叶轮与前述叶轮锻造方法的有益效果推理过程相似，在此不再赘述。

同时，本发明在第三方面提供了一种离心泵，所述离心泵使用了在第二方面中所述的叶轮。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明中所述叶轮锻造方法的流程图。

图2为本发明中所述叶轮的结构示意图。

图3为本发明中所述叶轮的在沿径向上的截面图。

图4为本发明中所述毛坯的在沿径向上的截面图。

图5为本发明中所述初锻过程的状态示意图。

图6为本发明中所述精锻过程的状态示意图。

图7为本发明中所述毛坯截面与叶轮截面的重叠示意图，其中阴影部分为毛坯经锻压后缩小的部分。

图8为国家标准中对采用铜和铜合金的开式腹板来进行锻造并在其表面形成肋条的结构示意图。

其中，100、棒料；200、毛坯主体；210、第一表面；211、第一凹部；212、第一凸肋；213、第二凹部；220、第二表面；224、第一凸部；225、第二凸肋；300、锻件主体；310、第三表面；311、第三凹部；312、第三凸肋；313、第四凹部；314、第五凹部；315、第六凹部；320、第四表面；321、第二凸部；322、第四凸肋；323、叶条；400、初锻设备；500、精锻设备。

具体实施方式

下下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。基于实施方式中的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

在对本发明的实施例开始详细描述前，先对背景技术中出现的国家标准进行简单介绍。

如图8所示，在GB/T 20078-2006的国家标准中对采用铜和铜合金的开式腹板来进行锻造并在其表面形成肋条时有着相关规定，规定中对开式腹板上的肋条允许的最小宽度b_1min以及对应该最小宽度的肋条的高度制定了如表1的标准：

表1开式腹板上的肋允许的最小宽度b_1min

单位为毫米

采用常规的锻造工艺在锻造叶轮时，叶轮的盖板相当于开式腹板，叶轮表面的叶条(叶片)相当于肋，故由上表可知直接采用开腹式板锻造而成的叶轮，其与最小宽度b_1min相对应的高度h也不会超出上表的范围。而在相同的转速下，在一定范围内，叶轮的效果与叶条的高度有着密切的关联。为提高叶轮的效果，叶条在设计之初的高度就可能会超出上表的范围。若采用常规锻造工艺那么生产出来叶轮的性能会受限。本发明摒弃了开腹式板，采用了一种特制的毛坯来锻造成叶轮，使得叶轮上的叶条在同等最小宽度b_min的情况下对应的高度h至少可以超出国家标准的1倍。以下将结合具体实施例展开说明。

实施例：

如图1、图5和图6所示，本发明实施例提供了一种叶轮锻造方法，该方法包括以下步骤。

S1：从直径为D₁的铜合金圆棒上切下厚度为H₁的一段制成棒料100。

所述棒料100采用牌号为CW617N的铜合金，该铜合金为CuZn₄OPb₂合金，其中Cu为57-59,Al≤0.05,Ni≤0.3，Fe≤0.3，Pb为1.6-2.5，Sn<0.3，余量为Zn。

S2：对棒料100进行第一热处理。

经过第一热处理后棒料100的温度在750±50℃，在此温度下棒料100的延展性得到提高，可以相对容易地被锻造加工。

S3：对初锻设备400进行第二热处理。

其中，第一热处理和第二热处理均在初锻前进行。经过第二热处理后初锻设备400的温度大于经过第一热处理后棒料100的温度。具体地，经过第二热处理后初锻设备400的温度在750±50℃。

在锻造的过程中，棒料100的温度会降低，因此对初锻设备400进行加热到比棒料100的温度还高后，就能够避免在锻造的过程中棒料100因与初锻设备400接触而导致温度迅速降低，一定程度上能延缓棒料100温度的降低。

S4：采用初锻设备400对放入型腔内经过棒料100进行初锻得到毛坯。锻造压力在800T-1600T，其压力大小需要根据毛坯的直径、锻压次数以及对应温度下铜合金的可塑性而定，具体大小可根据情况灵活调整。该初锻过程中至少用初锻设备400的冲头锻压两次。本实施例以锻压两次为例说明，锻造压力为800T。

进行初锻后所获得的毛坯，其直径为D₂，在所述毛坯至少在其中一表面上设有呈环形的预凸起。该预凸起与目标——叶轮锻件在一定范围内重叠，可以适当减少锻造过程中预凸起的延伸量，也能起到将作用力集中在叶轮上叶条323的形成上，进而可以锻造出远超国家标准的尺寸。

如图4所示，示出了毛坯在沿其直径方向上的截面图，毛坯是回转体。具体地，所述毛坯包括毛坯主体200，以及设于毛坯主体200上的第一凹部211、第一凸肋212、第二凹部213、第一凸部224和第二凸肋225。其中，由所述第一凸肋212和第二凸肋225形成所述预凸起。

本实施例中，所述毛坯主体200呈圆板状，其直径为D₂，厚度为H₂。所述毛坯主体200包括第一表面210和第二表面220，即上表面和下表面，参见图4中虚线所在的平面。

其中，所述第一凹部211设置于所述第一表面210的中间，所述第一凹部211相对所述第一表面210的深度为H₂₄，本实施例中以H₂₄为3mm为例说明。所述第一凸肋212环绕在所述第一凹部211外，第一凸肋212的直径为D₂₁，本实施例中以D₂₁为76.5mm为例说明，其相对于第一凹部211底部的高度为H₂₁，本实施例中以H₂₁为4mm为例说明。所述第二凹部213环绕在所述第一凸肋212外，第二凹部213与第一凹部211的深度相同，两者处于同一平面上。所述第二凹部213底部为环形平面，该环形平面的宽度为11mm。

通过在第一凸肋212的内外两侧分别设置第一凹部211和第二凹部213，在锻造过程中第一凹部211和第二凹部213与初锻设备400的型腔接触，能为第一凸肋212内外两侧提供足够的支撑，有助于毛坯的第一凸肋212形成叶轮锻件的第三凸肋312。

其中所述第一凸部224设置在第二表面220中间。所述第二凸肋225环绕设置在所述第一凸部224外，第二凸肋225的直径为D₂₃，本实施例中以D₂₃为92.6mm为例说明。第二凸肋225最高处相对于所述第一表面210的高度H₂₃，优选为34mm。

在初锻过程中，为快速形成第一凸肋212和第二凸肋225，棒料100的直径应当均大于或等于前两者。如此在开始锻压时，就能够使棒料100直接填充初锻设备400上与第一凸肋212和第二凸肋225相对应的型腔部位。同时，为不浪费棒料100，其直径还应当小于毛坯主体200的直径。

在一个实施例中，所述毛坯主体200的直径D₂为280±50mm，优选为280mm，毛坯主体200的厚度H₂优选为15±1mm；所述第一凸肋212的直径D₂₁为76±4mm，优选为76mm；所述第二凸肋225的直径D₂₃为92.5±15mm，优选为92.5mm。那么，所述棒料100的直径D₁则在107.5mm-330mm之间，由于第二凸肋225大于第一凸肋212且第二凸肋225还有一定的宽度，因此棒料100的直径最好完全覆盖第二凸肋225，故本实施例优选为120mm。

在一个实施例中，所述第一凸部224为圆柱状，其相对于所述第一表面210的高度H₂₂为23mm。所述第二凸肋225为圆环形，与所述毛坯主体200的第二表面220同心设置，所述第二凸肋225比所述第一凸部224高11mm，所述第二凸肋225的直径为92.6mm，所述第二凸肋225的内侧与所述第一凸部224的边缘以过度曲面平滑连接。

S5：对毛坯进行第三热处理，以恢复毛坯的可塑性，方便锻压成型。

具体地，经过第三热处理后毛坯的温度在750±50℃。

S6：对精锻设备500进行第四热处理。

其中，第三热处理和第四热处理均在精锻前进行。经过第四热处理后精锻设备500的温度大于经过第三热处理后毛坯的温度。具体地，经过第四热处理后精锻设备500的温度在750±50℃。

S7：采用精锻设备500对放入型腔内经过第三热处理的毛坯进行精锻得到直径为D₃的叶轮锻件。锻造压力在800T-1600T，其压力大小需要根据叶轮锻件的直径、锻压次数以及对应温度下铜合金的可塑性而定，具体大小可根据情况灵活调整。该精锻过程中至少用精锻设备500的冲头锻压两次。本实施例以锻压两次为例说明，锻造压力为800T。

在该精锻过程中，通过两次锻压后，在所述叶轮锻件的一表面上设有由所述预凸起形成的目标凸起部，以及叶条。

所述叶轮锻件直径D₃和毛坯直径D₂相等。在进行精锻时，可以减少毛坯中的沿径向拉伸的部分，将作用力主要集中在预凸起形成凸起部，以及形成符合条件的叶条323上。

参见图2、图3和图7所示，所述叶轮锻件包括锻件主体300、第三凹部311、第三凸肋312、第四凹部313、第二凸部321、第四凸肋322和叶条323。其中，所述锻件主体300的外轮廓呈圆板状，其直径为D₃，具有第三表面310和第四表面320，即上、下表面。其中，由所述第三凸肋312和所述第四凸肋322形成所述凸起部。

所述第三凹部311设置在第三表面310的中间，所述第三凹部311相对第三表面310的深度为H₃₄，且满足H34＝H24。其中，H₂₄为毛坯主体200的第一凹部211相对其第一表面210的深度。

如此设计，使得在精锻过程(的第二次锻压)中，所述毛坯的第一表面210和第一凹部211的底面贴合在所述精锻设备500的型腔内作为支撑面(见图6和图7)，所述叶条323由所述毛坯的第二表面220经冲头锻压形成。

所述第三凸肋312环绕设置所述第三凹部311外。参见图7，所述第三凸肋312到第三表面310的距离大于所述第一凸肋212到第一表面210的距离，使得在精锻过程中可以由所述第一凸肋212形成所述第三凸肋312。图中填充的网格阴影为在精锻过程中，需要由毛坯表面向外凸填充到精锻设备500的型腔中。图中填充的斜线阴影为在精锻过程中，需要由毛坯的表面经精锻设备500的型腔内壁挤压让位的形变量。

所述第四凹部313环绕设置所述第三凸肋312外，在精锻时能够配合第三凹部311在第三凸肋312的内外形成支撑面。

所述第二凸部321设置在第四表面320的中间，且第二凸部321相对于第四表面320的高度为H₃₂。由图可见，H₃₂＜H₂₂，其中H₂₂为第一凸部224相对于第二表面220的高度，即在精锻过程中，第一凸部224被精锻设备500的冲头上相应的部位锻压，从而高度降低，形成第二凸部321，该过程中被挤走的铜合金填充入附近的型腔中，有助于第三凸肋312和叶条323的形成。

第四凸肋322环绕设置在所述第二凸部321外。而且第四凸肋322相对于第三表面310的高度小于第二凸肋225相对于第一表面210的高度，即第二凸肋225在精锻并形成第四凸肋322的过程中高度被压低，多余部分被填充到邻近的叶条323中。

所述叶条323立设在所述第四表面320，叶条323一端与所述第四凸肋322相连，叶条323另一端沿螺旋线状向外延伸。所述叶轮锻件在第四凸肋322处最高，叶条323与其相连的一端高度与其齐平，叶条323在沿着其延伸方向上，高度呈阶梯性下降的趋势。不同高度的叶条323，在垂直于延伸方向上的截面上，叶条323端部最小宽度是不同的。

具体地，在所述叶条323垂直于延伸方向上的截面中，叶条323的高度为h，对应该高度下叶条323端部最小宽度为b_min。叶条323高度h与叶条323端部最小宽度b_min之比为k，在b_min与前述国标中b_1min相同的情况下，高度h至少可以达到国家标准所规定的范围的两倍。即本方案中的叶轮锻件，其叶条323对应的k值可以轻松达到并超出国家标准，也即所述叶条323至少有一截面上的b_min满足以下条件：

当6mm＜h≤12mm时，b_min＝2mm；

或当12mm＜h≤20mm时，b_min＝2.5mm；

或当20mm＜h≤32mm时，b_min＝3mm；

或当32mm＜h≤50mm时，b_min＝4mm；

或当50mm＜h≤80mm时，b_min＝6mm；

或当80mm＜h≤126mm时，b_min＝8mm；

或当h＞126mm时，b_min＝9mm。

S8：最后将叶轮锻件放入退火炉进行去应力，温度保持在300℃，保温至少半小时，优选为3小时。待保温3小时后，炉内空冷且在温度低于150℃后取出。

需要说明的是在上述的步骤中，所述棒料100的厚度H₁由最终叶轮锻件的重量来决定。由于锻造过程中由部分边料产生，故由叶轮重量加上边料重量，即可推算出棒料100的用量，结合其密度和直径即可算出厚度H₁。本实施例中，所述叶轮锻件的成品重量为7.5kg，其棒料100则为8.7kg，余量为1.2kg。那么对应的H₁则为92mm。

另外在本实施例中，所述叶条323是由所述毛坯的第二表面220在精锻设备500的锻压下形成，形成后叶条323位于叶轮锻件的第四表面320，为了能提高叶轮强度和节约材料，本实施例中在叶轮锻件的第三表面310还设有环形的第五凹部314和第六凹部315，两者均是同心环，仅直径不同，依次设置在所述第四凹部313外。第五凹部和第六凹部在第三表面起到类似加强筋的效果。

相比于现有锻造工艺，本发明中的叶轮锻件锻造方法，事先利用直径大于目标凸起部的棒料，锻造成带有预凸起的毛坯，且初锻过程中至少锻压两次，其中第一次锻压过程中铜合金主要沿轴向填充初锻设备的腔室并形成预凸起，第二次锻压才让多余的铜合金进行径向填充形成毛坯主体，分次锻压，每次锻压中铜合金受挤压后塑性变形的移动方向单一，进而能够统一受力方向，加强锻造效果。之后，在将带有预凸起的毛坯放入精锻设备中精锻，精锻过程也至少进行锻压两次，其中第一次锻压过程中铜合金也是主要沿轴向填充并形成凸起部(即背景技术中的凸台)及的叶条的部分，然后再第二次锻压才形成叶轮上完整的叶条，如此分批锻压也是尽可能的让不同的部件在每次锻压过程中分次完成，分次锻压完成部件能够一定程度上保持每次铜合金的流动方向，避免要在一次形成多个部件时因内部流动不统一而发生混乱的情况。另外，在初锻和精锻前，都要对棒料或毛坯进行加热，提高其可塑性。故而才能锻造出高于国家标准2倍的锻件。

与此同时，本实施例还提供了一种叶轮，该叶轮采用了上述的叶轮锻造方法制造而成，叶轮结构可参照图2。

并且，本实施例在还提供了一种离心泵，该离心泵包括由上述叶轮锻造方法锻造而成的叶轮。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种叶轮锻造方法，其特征在于，包括，

精锻前加热处理；

对经过加热处理的毛坯进行精锻得到直径为D₃的叶轮锻件，在所述叶轮锻件的一表面上设有目标凸起部以及叶条；

其中，所述毛坯直径为D₂，与叶轮锻件直径D₃相等；所述毛坯至少在其中一表面上设有用于在精锻过程中形成所述目标凸起部的预凸起；在精锻过程中至少锻压两次且至少在第一次锻压过程中沿毛坯轴向上的塑性变形形成所述目标凸起部。

2.根据权利要求1所述的叶轮锻造方法，其特征在于，所述毛坯采用以下步骤获得：

制备棒料；所述棒料是从直径为D₁的铜合金圆棒上切下厚度为H₁的一段制成，所述棒料直径D₁小于所述毛坯直径D₂；

初锻前加热处理；

对经过加热处理的棒料进行初锻得到所述毛坯；

其中，在初锻过程中至少锻压两次；所述棒料的直径足以覆盖所述预凸起，以使至少在第一次锻压过程中沿棒料轴向上的塑性变形可以形成所述预凸起，在之后的锻压过程中沿棒料径向上的塑性变形使其直径由D₁扩增到D₂。

3.根据权利要求2所述的叶轮锻造方法，其特征在于，所述初锻前加热处理包括分别对所述棒料和初锻设备进行加热处理；所述精锻前加热处理包括分别对所述毛坯和精锻设备进行加热处理；

其中，经过加热处理后棒料的温度与经过加热处理后毛坯的温度相同，且两者均在750±50℃。

4.根据权利要求3所述的叶轮锻造方法，其特征在于，在所述初锻前加热处理和所述精锻前加热处理中，经过加热处理后初锻设备的温度与经过加热处理后精锻设备的温度相同，且两者均在750±50℃。

5.根据权利要求2所述的叶轮锻造方法，其特征在于，

所述叶轮锻件包括：

锻件主体，直径为D₃，具有第三表面和第四表面；

设置在第三表面中间的第三凹部，所述第三凹部相对第三表面的深度为H₃₄；

环绕设置所述第三凹部外的第三凸肋；

设置在第四表面中间的第二凸部；

环绕设置在所述第二凸部外的第四凸肋；以及，

所述叶条，立设在所述第四表面的，叶条一端与所述第四凸肋相连，叶条另一端沿螺旋线状向外延伸；

其中，由所述第三凸肋和所述第四凸肋形成所述凸起部；

所述毛坯包括：

毛坯主体，呈圆板状，直径为D2，包括第一表面和第二表面；

设置于第一表面中间的第一凹部，所述第一凹部相对所述第一表面的深度为H₂₄；

环绕在所述第一凹部外的第一凸肋，所述第一凸肋到第一表面的距离小于所述第三凸肋到第三表面的距离，用以在精锻过程中形成所述第三凸肋；

环绕在所述第一凸肋外的第二凹部；

设置在第二表面中间的第一凸部，所述第一凸部到所述第三表面的距离大于所述第二凸部到所述第一表面的距离；以及，

环绕设置在所述第一凸部外的第二凸肋，用以在精锻过程中形成所述第四凸肋；

其中由所述第一凸肋和第二凸肋形成所述预凸起；且H₂₄＝H₃₄，在所述精锻过程中，所述毛坯的第一表面和第一凹部的底面贴合在所述精锻设备的型腔内作为支撑面，所述叶条由所述毛坯的第二表面经冲头锻压形成。

6.根据权利要求5所述的叶轮锻造方法，其特征在于，所述第一凸肋的直径为D₂₁，所述第二凸肋的直径为D₂₃，所述棒料的直径为D₁；其中直径D₁大于等于直径D₂₁，直径D₁大于等于直径D₂₃，直径D₁小于等于直径D₂。

7.根据权利要求6所述的叶轮锻造方法，其特征在于，所述第一凸肋的直径D₂₁为76±4mm，所述第二凸肋的直径D₂₂为92.5±15mm，所述毛坯主体的直径D₂为280±50mm；所述棒料的直径D₁在107.5mm-330mm之间；在初锻和精锻过程中的锻造压力在800T-1600T。

8.根据权利要求1所述的叶轮锻造方法，其特征在于，所采用的铜合金为CuZn₄OPb₂。

9.一种叶轮，采用了权利要求1-8中任一项所述的叶轮锻造方法制造而成，其特征在于，在所述叶条垂直于其延伸方向上的截面中，叶条的高度为h，对应该高度下叶条端部的最小宽度为b_min；则所述叶条至少有一截面上的h和b_min满足以下条件：

当6mm＜h≤12mm时，b_min＝2mm；

或当12mm＜h≤20mm时，b_min＝2.5mm；

或当20mm＜h≤32mm时，b_min＝3mm；

或当32mm＜h≤50mm时，b_min＝4mm；

或当50mm＜h≤80mm时，b_min＝6mm；

或当80mm＜h≤126mm时，b_min＝8mm；

或当h＞126mm时，b_min＝9mm。

10.一种离心泵，其特征在于，所述离心泵包括权利要求9中所述的叶轮。

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