[發明專利]沖擊式水輪機轉輪整體制造方法

有效

• 申請號: 201110434425.X
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102554565A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 米仁興;劉志平;李作全;姚新舫;鄧東
• 申請（專利權）人: 重慶水輪機廠有限責任公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21K1/32;B21J5/00;C22C38/46;C22C33/04;C21D8/00
• 代理公司: 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙) 50214
• 代理人: 胡長生

技術領域

本發明涉及到沖擊式水輪機轉輪制造方法，特別涉及到一種沖擊式水輪機轉輪整體制造方法。

背景技術

沖擊式水輪機轉輪是水電站水輪機的核心部件，由于其使用環境惡劣，需承受較大的沖擊力和扭矩，因此，具有較高的技術要求。如，對于低碳產品要求斷裂強度σ_s≥550Mpa，對于超低碳產品要求斷裂強度σ_s≥750Mpa，并且，要求其內部組織不得有白點、裂紋、縮孔等缺陷。沖擊式水輪機轉輪的形狀類似于一個圓盤，中間部分被稱為輪盤，邊緣部分被稱為水斗。現有技術沖擊式水輪機轉輪鍛件采用鑄造、焊接和人工打磨相結合的加工方法，即分別鑄造輪盤和水斗，將其焊接為一體，再采用人工打磨的方法加工水斗。當然，對于軸孔和端面還要進行機械加工。顯然，現有沖擊式水輪機轉輪制造方法生產出的轉輪存在以下幾點不足：(1)鑄造材料材質疏松，內部缺陷多，不耐沖刷與氣蝕；(2)水斗根部焊接部位在長期交變應力作用下容易斷裂；(3)水斗圓周重量分布不均勻，在高速旋轉的情況下容易產生振動。

發明內容

為克服現有技術沖擊式水輪機轉輪制造方法中存在的鑄造材料材質疏松、焊接部位容易斷裂和水斗圓周重量分布不均勻等問題，本發明提出一種沖擊式水輪機轉輪整體制造方法。本發明沖擊式水輪機轉輪整體制造方法，包括采用氬氧脫碳法AOD或真空吹氧脫碳法VOD對轉輪鍛坯進行精煉，采用整體鍛造方式對轉輪的水斗和輪盤進行鍛造，采用數控加工方式對轉輪的水斗外形進行加工。

本發明沖擊式水輪機轉輪制造方法，包括以下步驟：

(1)根據技術要求澆鑄轉輪精煉坯件；

(2)采用氬氧脫碳法AOD或真空吹氧脫碳法VOD對轉輪鍛坯進行精煉，要求鋼錠的化學成分達到下表1的要求：

表1??化學成分????????????????(％)

(3)鍛件用鋼錠的上、下端應有足夠的切除量，以確保鍛件無縮孔和成分偏析；

(4)鍛造成型應使鍛件的整個截面得到充分的鍛造，鍛件與鋼錠的中心線應較好的重合；鍛件表面不應有肉眼可見的裂紋、折疊和影響其使用的外觀缺陷；局部缺陷可以清除，但清除的深度不得超過精加工余量的75％；

(5)鍛件應在鍛造成型后按相關要求進行正火、回火處理，并保證鍛件的機械性能達到下表2的要求：

表2????鍛件的機械性能

(6)在鍛件兩平面進行超聲波探傷，不應有白點、裂紋、縮孔等缺陷；超聲波探傷標準參照JB4730-2005中壓力容器鍛件超聲檢測執行，水斗區檢測等級按I級執行，且超過φ3mm以上的缺陷，其兩缺陷之間的間距應大于較大缺陷的5倍；輪盤區檢測等級按III級執行；

(7)采用普通機械加工將鍛件加工到精加工坯件所要求的尺寸精度和表面粗糙度；

(8)采用數控加工方式對轉輪的水斗外形進行加工且要求尺寸到位。

本發明沖擊式水輪機轉輪整體制造方法的有益技術效果是大幅度的提高了水輪機轉輪的材質性能和整體強度，避免了焊接部位容易斷裂和水斗圓周重量分布不均勻等問題，有效的提高了沖擊式水輪機轉輪使用性能和使用壽命。

附圖說明

附圖1為沖擊式水輪機轉輪結構的正視示意圖；

附圖2為沖擊式水輪機轉輪結構的俯視局部示意圖。

下面結合附圖及具體實施例對沖擊式水輪機轉輪整體制造方法做進一步說明。

具體實施方式

附圖1為沖擊式水輪機轉輪結構的正視示意圖，附圖2為沖擊式水輪機轉輪結構的俯視局部示意圖，圖中，1為輪盤，2為水斗。由圖可知，沖擊式水輪機轉輪的形狀類似于一個圓盤，中間部分被稱為輪盤，邊緣部分被稱為水斗，并且，水斗的形狀較為復雜和難于加工。現有技術沖擊式水輪機轉輪鍛件采用鑄造、焊接和人工打磨相結合的加工方法，即分別鑄造輪盤和水斗，將其焊接為一體，再采用人工打磨的方法加工水斗。當然，對于軸孔和端面還要進行機械加工。顯然，現有技術沖擊式水輪機轉輪加工方法的生產出的轉輪存在以下幾點不足：(1)鑄造材料材質疏松，內部缺陷多，不耐沖刷與氣蝕；(2)水斗根部焊接部位在長期交變應力作用下容易斷裂；(3)水斗圓周重量分布不均勻，在高速旋轉的情況下容易產生振動。