Διαδικασία κατασκευής σφυρήλατων δακτυλίων συγκράτησης για κινητήρες υψηλής ταχύτητας
Οι σφυρηλατημένοι δακτύλιοι συγκράτησης είναι κρίσιμα περιστρεφόμενα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για τη στερέωση των ακραίων περιελίξεων των ρότορες ηλεκτροκινητήρων υψηλής ταχύτητας. Κατά τη λειτουργία, ένας δακτύλιος συγκράτησης πρέπει να αντέχει σε σημαντική φυγόκεντρο δύναμη διατηρώντας παράλληλα σταθερότητα διαστάσεων, χαμηλή μαγνητική απόκριση και αξιόπιστη μηχανική απόδοση. Αυτές οι απαιτήσεις καθιστούν την επιλογή υλικού, τον έλεγχο σφυρηλάτησης, την ψυχρή παραμόρφωση και την επιθεώρηση ιδιαίτερα σημαντική.
Μια αντιπροσωπευτική εφαρμογή κινητήρα υψηλής ταχύτητας
Ένας αντιπροσωπευτικός δακτύλιος συγκράτησης κινητήρα υψηλής ταχύτητας 20 MW λειτουργεί με ταχύτητα ρότορα περίπου 5.200 r/min. Σε αυτόν τον τύπο εφαρμογής, ο δακτύλιος πρέπει να αντιστέκεται στο φυγόκεντρο φορτίο που δημιουργείται στο άκρο του ρότορα και να βοηθά στην προστασία του συγκροτήματος τελικής περιέλιξης. Ένα υψηλής αντοχής μη μαγνητικό ωστενιτικό κράμα όπως το 1Mn18Cr18N μπορεί να καθοριστεί όταν το έργο απαιτεί υψηλή αντοχή διαρροής και χαμηλή μαγνητική διαπερατότητα.
Οι τελικές τεχνικές απαιτήσεις πρέπει πάντα να ακολουθούν το σχέδιο του πελάτη, τις προδιαγραφές υλικού και τη συμφωνία επιθεώρησης. Σε μια δημοσιευμένη περίπτωση μηχανικής, ο δακτύλιος συγκράτησης απαιτούσε αντοχή διαρροής πάνω από 1.070 MPa, ελεγχόμενη μαγνητική διαπερατότητα, χαμηλή υπολειμματική τάση και επιθεώρηση με υπερήχους του τελικού εξαρτήματος.
Γιατί η συμβατική θερμική επεξεργασία δεν είναι αρκετή
Σε θερμοκρασία δωματίου, το 1Mn18Cr18N είναι ένα ωστενιτικό υλικό χωρίς τον μετασχηματισμό φάσης που χρησιμοποιείται συνήθως για την ενίσχυση πολλών κραματοποιημένων χάλυβων. Επομένως, η συμβατική θερμική επεξεργασία από μόνη της δεν μπορεί να προσφέρει την απαιτούμενη αύξηση της μηχανικής αντοχής. Η οδός κατασκευής συνδυάζει θερμή σφυρηλάτηση, επεξεργασία διαλύματος και υδραυλική ενίσχυση ψυχρής διαστολής.
Τυπική οδός παραγωγής
Μια τυπική διαδρομή διαδικασίας περιλαμβάνει:
Τήξη και προετοιμασία πλινθωμάτων
Θέρμανση και θερμή σφυρηλάτηση
Τραχιά μηχανική κατεργασία
Θερμική επεξεργασία διαλύματος
Κατεργασία ακριβείας πριν από την ενίσχυση
Υδραυλική ενίσχυση ψυχρής διαστολής
Θερμική επεξεργασία ανακούφισης του στρες
Μηχανικές και μεταλλουργικές δοκιμές
Τελική μηχανική κατεργασία και μη καταστροφική δοκιμή
Συσκευασία και παράδοση
Κάθε έργο απαιτεί τις δικές του παραμέτρους διαδικασίας. Οι διαστάσεις σφυρηλάτησης, το όριο μηχανικής κατεργασίας, η αναλογία παραμόρφωσης και η καμπύλη θερμικής επεξεργασίας πρέπει να καθορίζονται σύμφωνα με το υλικό, το τελικό μέγεθος και τον στόχο απόδοσης.
Έλεγχος θερμής σφυρηλάτησης
Η υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο, χρώμιο και άζωτο του 1Mn18Cr18N μπορεί να κάνει το υλικό ευαίσθητο σε επιφανειακές ρωγμές κατά τη διάρκεια της θερμής σφυρηλάτησης. Οι μηχανικοί σφυρηλάτησης πρέπει να διαχειρίζονται τη θερμοκρασία, τη μείωση ανά πέρασμα και να τροφοδοτούν προσεκτικά. Τα ελεγχόμενα, σχετικά ελαφρά βήματα παραμόρφωσης βοηθούν στη μείωση της ζημιάς στην επιφάνεια ενώ αναπτύσσεται ένα κενό ηχητικού δακτυλίου.
Το αρχικό υλικό μπορεί να παρασκευαστεί μέσω επανατήξης ηλεκτροσκωρίας όταν η προδιαγραφή του έργου απαιτεί βελτιωμένη καθαριότητα και εσωτερική ποιότητα. Το σφυρήλατο τεμάχιο στη συνέχεια υποβάλλεται σε χονδρική μηχανική κατεργασία στις διαστάσεις που απαιτούνται για επακόλουθη θερμική επεξεργασία και ψυχρή διαστολή.
Λύση Θερμική Επεξεργασία
Η επεξεργασία διαλύματος θερμαίνει το κράμα σε μια μονοφασική περιοχή υψηλής θερμοκρασίας, έτσι ώστε τα καρβίδια να διαλύονται στην ωστενιτική μήτρα. Η ταχεία ψύξη βοηθά στη λήψη μιας πιο ομοιόμορφης και σταθερής ωστενιτικής δομής. Αυτή η επεξεργασία υποστηρίζει τη σκληρότητα, την αντοχή στη διάβρωση και την απόκριση του υλικού σε μεταγενέστερη ενδυνάμωση λόγω ψυχρής παραμόρφωσης.
Υδραυλική Ενίσχυση Ψυχρής Διαστολής
Η υδραυλική διαστολή είναι το βασικό στάδιο ενίσχυσης. Ο επεξεργασμένος δακτύλιος τοποθετείται με το εργαλείο διαμόρφωσης για να δημιουργηθεί ένας κλειστός χώρος. Το νερό υψηλής πίεσης εισάγεται έτσι ώστε ο δακτύλιος να διαστέλλεται πλαστικά με ελεγχόμενο τρόπο.
Η διαδικασία πρέπει να ελέγχει τον ρυθμό παραμόρφωσης, την πίεση και την ομοιομορφία των διαστάσεων. Ένας μακρύς δακτύλιος με υψηλή αναλογία ύψους προς διάμετρο μπορεί να αναπτύξει ανομοιόμορφο προφίλ ή σχήμα καμπάνας κατά τη διάρκεια της επέκτασης. Οι συσκευές τοποθέτησης και περιορισμού μπορούν να βοηθήσουν στη σταθεροποίηση του δακτυλίου ενώ οι παράμετροι πίεσης προσαρμόζονται για να διατηρηθεί η απαιτούμενη γεωμετρία.
Στην αναφερόμενη περίπτωση, η διάμετρος του δακτυλίου επεκτάθηκε από περίπου 660 mm σε 810 mm, με τον έλεγχο διαστάσεων να διατηρείται εντός μιας στενής ανοχής. Αυτές οι τιμές περιγράφουν τη συγκεκριμένη περίπτωση και δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται ως καθολικές παράμετροι παραγωγής.
Ανακούφιση από το άγχος και τελική επιθεώρηση
Η ψυχρή διαστολή εισάγει υπολειπόμενη τάση. Ένας επόμενος κύκλος ανακούφισης από τάσεις βοηθά στη σταθεροποίηση της μικροδομής και στη μείωση της υπολειπόμενης τάσης, διατηρώντας παράλληλα την αντοχή που αποκτάται μέσω της παραμόρφωσης.
Η τελική επαλήθευση ποιότητας μπορεί να περιλαμβάνει δοκιμή εφελκυσμού, δοκιμή πρόσκρουσης, μεταλλογραφική εξέταση, μέτρηση μαγνητικής διαπερατότητας, επιθεώρηση διαστάσεων και δοκιμή υπερήχων. Οι τοποθεσίες δειγματοληψίας, οι τιμές αποδοχής και τα κριτήρια μη καταστροφικών δοκιμών πρέπει να ακολουθούν την τεχνική συμφωνία του πελάτη και το ισχύον πρότυπο που καθορίζεται για το έργο.
Μηχανική αξία της διαδικασίας
Η πρόκληση της κατασκευής δεν είναι μια ενιαία λειτουργία σφυρηλάτησης. Είναι η ελεγχόμενη ενσωμάτωση της ποιότητας του υλικού, η θερμή σφυρηλάτηση, η μηχανική κατεργασία, η επεξεργασία διαλύματος, η υδραυλική διαστολή, η ανακούφιση από την πίεση και η επιθεώρηση. Όταν αυτά τα στάδια αναπτύσσονται σύμφωνα με τις προδιαγραφές του πελάτη, οι σφυρηλατημένοι δακτύλιοι συγκράτησης μπορούν να επιτύχουν την αντοχή, την ακρίβεια διαστάσεων και την εσωτερική ποιότητα που απαιτούνται για τον εξοπλισμό υψηλής ταχύτητας περιστροφής.
Η Jianye Metal Manufacturing Co., Ltd. παρέχει προσαρμοσμένα δακτυλίδια σφυρηλάτησης, μεγάλα σφυρήλατα, σφυρηλάτηση άξονα και άλλες λύσεις σφυρηλάτησης μετάλλων με βάση τα σχέδια των πελατών και τις τεχνικές απαιτήσεις. Για έναν δακτύλιο συγκράτησης κινητήρα ή άλλο κρίσιμο περιστρεφόμενο εξάρτημα, οι αγοραστές είναι ευπρόσδεκτοι να παράσχουν την ποιότητα υλικού, τις διαστάσεις, τους στόχους μηχανικών ιδιοτήτων, τις απαιτήσεις επιθεώρησης και την ποσότητα παραγγελίας για τεχνική εξέταση και προσφορά.
Jianye Metal Manufacturing Co., Ltd.,
