[发明专利]百万千瓦超超临界汽轮机组低压转子的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型铸锻件的制造方法，具体涉及一种百万千瓦超超临界汽轮机组低压转子的制造方法。

背景技术

大型铸锻件是国家重大技术装备和重大工程建设所必需的重要基础部件，大型铸锻件的制造能力和技术水平直接决定着重大技术装备的制造能力和水平。

目前，随着电力需求量迅猛的增长势头，对发电设备能力要求越来越高，1000MN以上大型低压转子需求量越来越大，面临的问题主要存在几个方面：

首先，低压转子是发电设备核心零件，其材质要求较高，内部各项性能指标要求较高，属于高强度合金钢，切削困难，且由于受转子的特殊形状制约，其吨位大，加工量较大，传统的生产制造方法切削效率低，不能满足转子的需求；

现有的车削低压转子外圆的方法，采用的刀片材质为YT5，这种刀具强度不够，切削速度较低，刀具容易磨损，特别是在半精加工及精加工过程中，由于刀具磨损较大，产生热量大，切削速度不能大于40m/min；另外，由于车削过程中需要经常磨刀，又花费了磨刀及换刀时间，进一步降低了生产效率；更重要的是，由于刀具的磨损，工件表面不能够一次性车削出来，存在接刀痕迹及形状误差，降低了零件表面光洁度，影响零件尺寸及形状精度，难以达到图纸技术要求。

其次，低压转子需要在中间大外圆上车，割出一排排较深而狭窄的叶片槽，有的深度达到600毫米以上，并且各叶片槽形状不规则，需要设计专用的割槽刀具，对刀具刚性要求较高；

现有的割槽方法是采用割刀，刀杆材料为45调质钢；割刀片30mm宽，刀片材料为整体YT5硬质合金。这种割刀的刀杆刚性差，刀片材质耐温性。割槽过程中的切削速度一般控制在40m/min左右，进给量在0.2～0.3mm之间，刀具为机夹式。由于刀片易被磨损，一旦刀片磨损，需将刀片取出，换到磨用小刀杆，待刀片磨好后，重新将刀片安装在割刀杆，继续加工。因此这种割槽方法的加工效率很低。

再次，低压转子外形尺寸及形位公差要求越来越高，工艺过程及其复杂，需要特殊的加工设备及工艺技术的改进。

此外，现有的低压转子的套料取样方法为先开槽后取样，也就是在工件热处理后，先将工件的中间取样外圆单面车去200mm深余量(开槽)，然后再用Φ25×130mm取样工具进行取样。这种取样方法操作简单，同时能够满足试棒要求。其缺点是：如果试棒性能不合格，工件就需要重新进炉热处理，这时取样过程中的开槽会影响工件的刚性，工件容易发生变形。更重要的是，再次取样时的套料位置已不满足距热处理表面200mm的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种百万千瓦超超临界汽轮机组低压转子的制造方法，它可以制造出符合要求的百万千瓦超超临界汽轮机组低压转子。

为解决上述技术问题，本发明百万千瓦超超临界汽轮机组低压转子的制造方法的技术解决方案为，包括以下步骤：

第一步，车削外圆；进给量为0.20～0.60mm，切削速度为120～160m/min；

工序一，粗加工；采用YT5硬质合金刀具，进行黑皮及断削加工；

工序二，半精加工；采用德国瓦尔特车削刀具，刀具为机夹式，不需磨刀；刀片为宽度25×25的负型正方形刀片，四尖角为R1.6mm；刀片材料为镀层硬质合金WPP20；

工序三，精加工；采用德国瓦尔特车削刀具，刀具为机夹式；刀片为55°菱形刀片，刀片材料为镀层硬质合金WPP20。

第二步，径向套料取样；采用试棒套取工具，在低压转子工件的中间外圆距热处理表面200mm处套取直径为25mm，长度为330mm的径向试棒；

第三步，安装割槽辅助加工工装；通过割槽辅助加工工装将径向套料孔堵住；

第四步，割槽；采用割槽工具进行割槽，割槽过程中的进给量为0.2～0.3mm，切削速度为100m/min，加工方式为每进给50mm深然后向两边扩；

第五步，轴向套料取样；对工件进行轴向深孔套料取样，在工件上套取直径为60mm，长度为2000mm的径向试棒；然后对深孔轴向套料孔进行精加工。

对工件进行轴向深孔套料取样包括轴向套料切削步骤、割断步骤，轴向套料切削步骤采用钻头与工件相对旋转的加工方式，该步骤中的转速为120转/分，套料进给量为2毫米/分；割断步骤采用工件静止，钻杆旋转的加工方式，该步骤中的割断参数转速为30转/分，进给量为0.4毫米/分。