[发明专利]200MW及以下大型转子热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及电机转子制造技术领域，一种生产200MW及以下大型转子热处理工艺。

背景技术

目前，电机转子是火力发电设备的四大关键件之一，由于其工作条件复杂，承受极大的离心力，因温度梯度造成热应力，旋转震动造成频率很高的附加应力，机组启动、停车及其他原因生产的瞬时冲击振动及扭应力等；尤其是200MW以下的大型转子，在工作中承受更为巨大的扭转应力，其热处理工艺属工程技术领域。该转子的生产有较高的技术难点：工件重量较重，截面尺寸较大，油冷容易出现性能偏低，纯水冷又容易出现性能较高，冲击值下降较大；转子长度方向台阶较多，且尺寸差别较大，易出现各台阶硬度差别较大，水淬油冷不好控制等。如：特大型电机使用的100MW大型转子，材料选用：25Cr2Ni4MoV，重量为41吨，轴身直径1090mm，轴身长度4110mm，总长9780mm，简图如图1所示。

技术要求：

σ0.2(MPa)  σ_b(MPa)   δ4％  Ψ％  A_kv(J)

纵向≥ 585         735        18     55    80

切向≥ 585         735        18     55    80

径向≥ 585         690        18     55    80

FATT50(℃)≤18冒口(两冲)

技术难点：1.由于截面较大，台阶较多，易造成各台阶硬度差别较大。2.油冷容易出现性能偏低，纯水冷又容易出现性能较高，冲击值下降较大。3.水温、油温要求控制严格；4.对水冷时间、油冷时间控制严格；5.对淬火及回火温度精确控制严格等。

发明内容

为解决200MW大型转子截面较大，台阶较多，易造成各台阶硬度差别较大的技术问题，本发明提供一种200MW及以下大型转子热处理工艺。解决了大型转子性能偏低的问题，又避免了开裂风险，使转子的强度指标及冲击值得以保证。使转子的各项性能指标都符合其技术标准要求，具有极高的强度和良好的塑性、韧性，具有好的耐高温性能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

所述的200MW及以下大型转子热处理工艺，采用水淬油冷的冷却方式，控制淬火温度及回火温度；严格控制出水入油温度、水淬时间，油冷时间；水淬油冷时间直接关系到转子淬火后的组织，该材质淬透性较好，材料要求的最理想组织为回火上贝氏体，宜适当提高水温，降低水中的冷速，减小热应力，尽量降低淬火时的变形和开裂倾向，其步骤如下：

A、通过吊卡头将工件——转子吊入炉内，以每小时小于60℃速度升温，升温到350℃保温4小时，然后以每小时小于60℃速度继续升温到650℃保温6小时，650℃保温后以每小时小于50℃速度升温到淬火加热温度保温；

B、淬火加热温度按1h/100mm保温淬火，时间为10小时；淬火前，控制冷却介质温度：水温和油温：在水槽10米深处，加铠装热电偶检测淬火时的水温变化，并提前60min打开水泵开始换水保证水温；淬火水冷时，用测温仪监控水温、油温；然后将工件吊入水槽，淬火时间控制按水冷8-12min/100mm后，吊出工件入油冷却，以15-18min/100mm后工件出油；

C、淬火后，工件冷却至200℃以下，在4小时内及时装炉回火；

回火前，转子两端及大身加装铠装热电偶监控温度，且温差≤±10℃，回火时，升温至250℃保温14小时，然后以每小时小于30℃速度继续升温到回火加热温度均匀保温，保温时间按4h/100mm设定计算；

D、回火加热保温后，回火冷却时，必须严格按≤25℃/h控制冷速，即随炉降温至400℃，尤其是400℃以下低温段严格按≤15-25℃/h控制冷速，使炉膛控温点最高温度冷至≤150℃出炉。

所述的200MW及以下大型转子热处理工艺，淬火加热温度控制为：840-860℃；

所述的200MW及以下大型转子热处理工艺，回火温度的控制为：560-610℃，温度均匀后保温时间为42小时。

所述的200MW及以下大型转子热处理工艺，冷却介质温度为水温控制和油温控制：水温控制为：20-40℃，油温控制为：40-110℃。

所述的200MW及以下大型转子热处理工艺，淬火时间控制为：水冷时间90-105min，油冷时间150-180min。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：