一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法技术

本发明专利技术公开一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法，可制造厚度达370mm，屈服强度不低于690MPa。以合金总重量的百分含量计：碳≤0.20％，锰≤1.80％，硅≤0.37％，磷≤0.015％，硫≤0.005％，铬≤0.70％，镍占0.80～2.00％，钼占0.20～0.50％，钒≤0.10％，铜≤0.20％，铌≤0.04％，钛≤0.005％，硼≤0.005％。本发明专利技术提供的一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件为一种具有超大厚度、超高强度、良好的磁感应强度的低合金超高强材料。能够保证整体刚性磁轭的质量和稳定性，可满足大容量、高转速抽水蓄能发电电动机整体刚性磁轭的使用。

A Method for Preparing Magneto-yoke Forging for Large Pumped Storage Generator Motor

【技术实现步骤摘要】
一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法
：本专利技术涉及抽水蓄能发电电动机领域，尤其涉及一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法。
技术介绍
：磁轭是发电电动机中固定磁极的部件，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，发电电动机对磁轭材料的各项性能要求很高。混流式发电电动机一般采用的是2～4mm厚的高强度热轧薄钢板，而抽水蓄能发电电动机由于频繁起停机、正反转且转速高，工况运行恶劣，对磁轭用材料要求更为苛刻，一般采用的是50～60mm厚的高强度调质中厚板。目前，随着国内发电电动机技术水平的不断提高，大容量、高转速的抽水蓄能发电电动机多数采用高强度环形厚钢板叠压磁轭，每个磁轭段高度为300mm，共9段，每段为5片60mm厚的环形钢板装配而成，每片磁轭钢板都需进行整平或加工处理，并通过螺栓连接成一个整体。但整圆厚钢板叠压存在钢板利用率低、制造过程复杂、制造周期长、磁轭段钢板间存在缝隙等不足。为了解决上述问题，采用整体环形锻件磁轭代替环形厚钢板叠压磁轭，可有效提高大型抽水蓄能发电电动机刚性磁轭的整体质量和稳定性。
技术实现思路
：本专利技术所解决的技术问题是提供一种可应用于大型抽水蓄能发电电动机领域，作为磁轭的低合金超高强钢锻件制备方法，具有可制造厚度达370mm，屈服强度不低于690MPa，以及良好的磁感应强度。步骤如下：1)将重量百分比为碳≤0.20％，锰≤1.80％，硅≤0.37％，磷≤0.015％，硫≤0.005％，铬≤0.70％，镍占0.80～2.00％，钼占0.20～0.50％，钒≤0.10％，铜≤0.20％，铌≤0.04％，钛≤0.005％，硼≤0.005％的原料采用电炉冶炼并进行真空精炼，相对真空度小于-133帕，熔炼温度为1680℃～1690℃，熔炼时间为0.25～0.4小时，得到合金铸锭；2)将步骤1)中得到的合金铸锭加热至1200℃～1300℃，保温≥6小时后在水压机上进行第一次锻造，锻造比不低于7，然后切除水口、冒口，然后将铸锭坯加热至1200℃～1300℃，保温≥3小时后进行第二次锻造，锻造比不低于2，得到二次锻造的锻锭；3)将步骤2)中得到的锻锭车除表面氧化皮，得到纯净的锻锭；4)将步骤3)中得到的锻锭均匀加热至860℃～960℃，保温≥8小时后空冷，再均匀加热至600℃～700℃，保温≥15小时后随炉冷却，得到正火+回火的预备热处理锻锭；5)将步骤4)中得到的锻锭车除表面氧化皮，然后均匀加热至860℃～960℃，保温≥8小时后水冷，再均匀加热至560℃～660℃，保温≥15小时后空冷，得到淬火+回火的性能热处理锻锭；6)将步骤5)中得到的磁轭锻件毛坯按图纸进行机加工，得到磁轭锻件产品。技术效果：与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法，通过合理优化化学成分设计，适当加入碳、硅、铬元素，添加较多的锰、钼、镍元素，提高了磁轭锻件材料强度的同时改善了其低温韧性，真空精炼处理严格控制了有害的磷、硫元素，通过铌、钛、硼等微量元素的微合金化效应细化晶粒，通过二次锻造及正火+回火的预备热处理工艺进一步细化晶粒，为淬火+回火的性能热处理工艺提供了前期的塑性储备，最终得到屈服强度不低于690MPa，冲击功不低于47J(0℃)，磁感应强度不低于1.55T的综合性能优异的磁轭锻件材料，磁轭锻件实物各项技术指标达到了等同强度叠压磁轭钢板的水平，同时制造的磁轭锻件厚度达370mm，毛坯外形为环形，材料利用率高，大大缩短了前期制造和后期加工的周期，与钢板相比，节约了大量的生产制造成本。整体环形锻件磁轭有效提高了大型抽水蓄能发电电动机刚性磁轭的整体质量和稳定性。附图说明：图1为本专利技术所述一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法步骤示意图；图2为实施例的测试结果。具体实施方式：以下是对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例：以合金总重量的百分含量计：碳占0.15％，锰占1.47％，硅占0.21％，磷占0.008％，硫占0.001％，铬占0.32％，镍占1.02％，钼占0.40％，钒占0.010％，铜占0.087％，铌占0.035％，钛占0.0013％，硼占0.0003％；制备方法：如图1所示，将上述原料放入电炉中冶炼，并在真空熔炼炉中精炼，1680℃熔炼0.3h后，浇注成合金铸锭；将制得的合金铸锭加热至1250℃，保温8小时后在水压机上进行第一次锻造，锻造比为8，然后切除水口、冒口，然后将锻锭加热至1250℃，保温3小时后进行第二次锻造，锻造比为3，车除表面氧化皮，然后将锻锭均匀加热至930℃，保温10小时后空冷，再均匀加热至660℃，保温20小时后随炉冷却，车除表面氧化皮，然后将锻锭均匀加热至920℃，保温10小时后水冷，再均匀加热至560℃，保温25小时后空冷，制成内径约31351kg重合金锻锭。本专利技术通过对实施例制备的合金锻锭的性能按照设计使用要求进行了测试，取样位置为内圆切向厚度1/2处，测试结果如图2所示：以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将重量百分比为碳≤0.20％，锰≤1.80％，硅≤0.37％，磷≤0.015％，硫≤0.005％，铬≤0.70％，镍占0.80～2.00％，钼占0.20～0.50％，钒≤0.10％，铜≤0.20％，铌≤0.04％，钛≤0.005％，硼≤0.005％的原料采用电炉冶炼并进行真空精炼，相对真空度小于‑133帕，熔炼温度为1680℃～1690℃，熔炼时间为0.25～0.4小时，得到合金铸锭；2)将步骤1)中得到的合金铸锭加热至1200℃～1300℃，保温≥6小时后在水压机上进行第一次锻造，锻造比不低于7，然后切除水口、冒口，然后将铸锭坯加热至1200℃～1300℃，保温≥3小时后进行第二次锻造，锻造比不低于2，得到二次锻造的锻锭；3)将步骤2)中得到的锻锭车除表面氧化皮，得到纯净的锻锭；4)将步骤3)中得到的锻锭均匀加热至860℃～960℃，保温≥8小时后空冷，再均匀加热至600℃～700℃，保温≥15小时后随炉冷却，得到正火+回火的预备热处理锻锭；5)将步骤4)中得到的锻锭车除表面氧化皮，然后均匀加热至860℃～960℃，保温≥8小时后水冷，再均匀加热至560℃～660℃，保温≥15小时后空冷，得到淬火+回火的性能热处理锻锭；6)将步骤5)中得到的磁轭锻件毛坯按图纸进行机加工，得到磁轭锻件产品。...

【技术特征摘要】
1.一种大型抽水蓄能发电电动机用磁轭锻件制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将重量百分比为碳≤0.20％，锰≤1.80％，硅≤0.37％，磷≤0.015％，硫≤0.005％，铬≤0.70％，镍占0.80～2.00％，钼占0.20～0.50％，钒≤0.10％，铜≤0.20％，铌≤0.04％，钛≤0.005％，硼≤0.005％的原料采用电炉冶炼并进行真空精炼，相对真空度小于-133帕，熔炼温度为1680℃～1690℃，熔炼时间为0.25～0.4小时，得到合金铸锭；2)将步骤1)中得到的合金铸锭加热至1200℃～1300℃，保温≥6小时后在水压机上进行第一次锻造，锻造比不低于7，然后切除水...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴双辉，齐象，霍岩，侯世璞，吴英，李景，文道维，陶星明，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23