[发明专利]一种铬锆铜环的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铬锆铜环的加工方法，具体地说铬锆铜环与转子铜导条焊接组成鼠笼式转子，是风力发电机、高速列车牵引电机的转子两端的短路环，属于热加工技术领域。

背景技术

目前，用于风力发电机、高速列车牵引电机的转子两端的短路环通常是以紫铜环为主，而且只能生产20Kg以下，外径500以下的铬锆铜环。紫铜环的力学性能：抗拉强度≥200MPa，屈服强度≥40MPa，延伸率≥35％，硬度≥45HB。他的力学性能、硬度都很低，不能满足电机的高速运转和大扭矩的机械性能，而铬锆铜环的力学性能高：抗拉强度≥360MPa，屈服强度≥270MPa，延伸率≥15％，硬度≥110HB。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种导电性好，可满足电机的承载力；机械性能高、耐磨、耐热，可在400℃以下工作，从而提高了电机的可靠性，并且能延长电机使用寿命的一种铬锆铜环的加工方法。

按照本发明提供的技术方案，一种铬锆铜环的加工方法采用以下工艺步骤：

1、原材料铬锆铜锭坯料选定：

(a)原材料主要元素标准：Cu≥98.22％，Cr：0.5～1.2％，Zr：0.03～0.3％；密度8.9g/cm；

(b)铬锆铜锭坯料重量：公式＝3.141592×0.0089×(厚度+余量)×[(外径+余量)²/4-(内径-余量)²/4]/1000×1.05；

注：余量为车加工余量。

(c)、车加工余量：经车加工至热锻所需尺寸；

产品外径≤Φ400mm，外圆车加工余量＝成品尺寸+10，内孔车加工余量＝成品尺寸-10，厚度＝成品尺寸+8；

产品外径≥Φ401～600mm，外圆车加工余量＝成品尺寸+12，内孔车加工余量＝成品尺寸-12，厚度＝成品尺寸+11。

产品外径≥Φ601mm，外圆车加工余量＝成品尺寸+13，内孔车加工余量＝成品尺寸-13，厚度＝成品尺寸+12。

2、热锻工艺：

a)加热工艺参数：将铬锆铜锭坯料加入反射加热炉，炉内温度升温至930～980℃，加热到950～985℃，保温0.8～1.2小时；

b)锻造工艺：

先将铬锆铜锭坯料在空气锤上镦粗、冲孔、扩孔后，再将坯料套在环锻机的芯棒上环锻到端环的热锻尺寸。

c)、锻件自然冷却；

3、固溶处理工艺：

将经热锻的铜环锻件加入电炉，电炉温度设定在950～980℃，保温45分～1.5小时后出炉放在冷却水槽中冷却；冷却水槽中冷却温度60～90℃，冷却时间15～30分；

4、冷锻工艺：将经固溶处理的铜环锻件冷锻至锻件时效处理所需尺寸；

5、时效处理工艺：

将冷锻后的端环锻件装入电炉，温度设定在450～470℃，加热到设定温度(470℃)，再保温约3～4小时，出炉后自然冷却；表面硬度：≥110HB；导电率：≥43m/Ω·mm²。

6、车加工工艺：

(a)、用四爪卡盘夹紧端环内孔并校圆，粗车端面，粗车外圆并留余量；

(b)、调面，夹紧外圆，粗车端面和内孔；再精车内孔到图纸尺寸；

(c)、调面，夹住内孔，精车端面和外圆到图纸要求，经检验为成品。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明铬锆铜环外径大，可达700以上，重量80Kg以上；导电率≥43m/Ω·mm²，导电性好，可满足电机的承载力；其力学性能：抗拉强度≥360MPa，屈服强度≥270MPa，延伸率≥15％，硬度≥110HB；其机械性能高、耐磨、耐热，可在400℃以下工作，从而提高了电机的可靠性，并且延长了电机的使用寿命；可与国际企业ABB公司的风力发电机配套。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

本发明铬锆铜环生产工艺流程：包括下列步骤：采购原材料、热锻、固溶处理、冷锻、时效处理、车加工、检验/包装。

实施例一：

1、原材料铬锆铜锭坯料选定：

(a)、Cu含量≥98.22％，Cr含量：0.5～1.2％，Zr含量：0.03～0.3％；密度8.9g/cm³；

(b)成品CMC1/396/276×27，规格：外径＝396mm，内孔＝276mm，厚度＝27mm；

(c)、车加工余量：外径＝396mm+10，内孔＝276mm-10，厚度＝27mm+8；