[發明專利]大功率汽輪發電機用銅基合金轉子槽楔及其加工工藝無效

申請號：	201010224738.8	申請日：	2010-07-13
公開（公告）號：	CN101895164A	公開（公告）日：	2010-11-24
發明（設計）人：	尚興軍;鮑龍君;孫福學;劉俊偉;王學東;韓波	申請（專利權）人：	濟南寶世達實業發展有限公司
主分類號：	H02K3/487	分類號：	H02K3/487;H02K15/00;C22C9/06
代理公司：	濟南舜源專利事務所有限公司 37205	代理人：	張維斗
地址：	250014 山東省濟南市***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	大功率汽輪發電機用銅基合金轉子及其加工工藝
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種發電機轉子，尤其是涉及一種大功率汽輪發電機用銅基合金轉子槽楔及其加工工藝。

背景技術

轉子槽楔是汽輪發電機轉子阻尼系統中的一個關鍵零件，在汽輪發電機運行時，它要承接轉子線槽內的線圈和絕緣件以及自身因高速旋轉而產生的巨大離心力。另外在定子電流產生的負序旋轉磁場作用下，尤其是在發電機發生不對稱短路等故障時，會在轉子表面出現較大的感應電流，這種電流流經槽楔會使其產生較高的溫升。為確保汽輪發電機運行尤其是非正常工況下的安全可靠性，用作轉子槽楔的合金材料必須具有較高的導電性能，以及室溫和高溫下的強度和塑、韌性，發電機的功率越大，對相關性能的要求就越強。

現有技術中轉子槽楔的主要材料有鋁材料和銅基合金材料，鋁材價格便宜，但是電阻率大，電導率低，只能用于較小功率的發電機上，銅基合金材料主要選用的是鈹鈷鋯銅基合金，成分是Co?2.3～2.7%,?Be?0.45～0.7%,?Zr?0.2～0.3%,?Cu余量，雜質≤0.3%，該種銅基合金雖然能夠滿足基本要求，但是Co、Be等材料價格昂貴，且有較強的放射性，在生產和加工過程中對人體、對環境都存在一定的危害性。?

中國專利“大容量汽輪發電機轉子銅合金槽楔及其制備方法”、專利申請號是200510123011.x，公開了一種用于大容量汽輪發電機上轉子槽楔的銅基合金，其中各元素的重量百分比Ni?1.35～2.05%,?Si??0.40～0.80%,?Cr?0.05～0.25%,?Be?0.15～0.4%，余量為銅，該種銅基合金和上述的鈹鈷鋯銅基合金相比，雖然降低了相關元素的含量，但是仍然用到了對人體和環境有害、且價格昂貴的Be。

在大功率發電機上用到的槽楔相對尺寸較大，在加工槽楔時，受加工長度的限制，需要將一整根槽楔分段加工，受加工形狀的影響，增加磨、銑工藝，從而使加工難度增大，加工效率低下；在裝配時，需將各段槽楔組成一條，使裝配難度增加，裝配精度受限。受原材料、尺寸和形狀等因素的制約，轉子槽楔的成品率相對較低，其加工工藝要求非常嚴格。

發明內容

本發明的技術任務是針對現有技術的不足，提供一種自然資源豐富的、價格低廉的、用于制造大功率汽輪發電機上轉子槽楔的銅基合金，用該種銅基合金制造轉子槽楔時制造工藝簡單、綜合性能優良，基本能夠替代現有材料，具有較高的經濟性。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種大功率汽輪發電機用銅基合金轉子槽楔，其特征在于，所述銅基合金中各元素的重量百分比為：Ni:1.6～2.5%，Si:0.4～0.8%，Fe:≤0.2%，Pb:≤0.02%,??Mn:≤0.1%，其余為銅，雜質≤0.3%。

上述大功率汽輪發電機用銅基合金轉子槽楔的加工工藝，是按照以下加工步驟進行的：

1）根據發電機容量的大小以及尺寸要求，設計出所需的轉子槽楔的外形；

2）將電解銅加入到中頻感應真空熔煉爐中進行熔煉，并向其中加入Ni、Si、Fe、Pb和Mn，調節其含量在各自的重量百分比范圍內，熔煉溫度：1180～1220℃，熔煉時間：60～80min，熔煉出所需要的鑄錠；

3）加熱鑄錠，加熱后的鑄錠在擠壓機上擠壓出比所需的轉子槽楔的外形尺寸稍大的金屬棒，所述稍大是指按一定的延伸率計算出的最小外形尺寸金屬棒；

4）采用異型模冷拔技術通過拉伸模具對金屬棒進行冷拉拔，得到所需要的轉子槽楔的外形尺寸。

????本發明的大功率汽輪發電機用銅基合金轉子槽楔及其加工工藝與現有技術相比，所產生的有益效果是：????

1）本發明的轉子槽楔降低了導體的電阻率，提高了高溫機械性能，抗拉強度最大可以達到700N/mm²，導電率不低于30%，布氏硬度大于180。

2）本發明的轉子槽楔與大容量汽輪發電機轉子常用的CuCo2BeZr合金相比，其成本降低了50%以上，節約了貴重元素資源，大大減少了對環境的污染。

3）本發明的加工工藝采用異型模冷拔技術，使產品的外形尺寸、表面粗糙度能夠直接達到工藝要求，并且可以直接得到所需要的轉子槽楔長度。