[发明专利]一种环形无磁钢锻件冷变形强化用模具及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽轮发电机组或核电站用的锻件，特别涉及一种环形无磁钢锻件冷变形强化用模具及使用方法。

背景技术

护环是汽轮发电机组的主要部件之一，套装在转子两端部，它对转子端部绕组起着固定、保护、防止变形、位移和偏心作用。护环承受转子绕组端部及自身的巨大离心力、弯曲应力及热套应力等，同时还须防止转子端部因漏磁造成损耗而影响电机效率。它是汽轮发电机组承受应力最高的部件。为了保证机组的安全运转，要求护环要有足够高的强度和塑性指标、均匀的力学性能和最小的残余应力，以及具有低磁性或无磁性。具备以上条件的护环必须用奥氏体无磁钢材料来制造，由于无相变奥氏体钢，不能通过传统的材料热处理方式来提高其强度，只能通过材料的冷变形强化来达到目的，冷变形强化是当工件的外形被拉长或压扁时，其内部晶粒的形状也随之被拉长或压扁，导致晶格发生畸变，使金属进一步滑移的阻力增大，因此金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，产生所谓“变形强化”现象。

现有护环钢的冷变形强化，一般是采用高压由内向外进行“胀形”强化。中国专利申请号201020666961.3、授权公告号CN201918820U公开了一种实用新型：一种无磁钢电机护环。该实用新型电机护环02内设有用于低温冷变形加工的下模04与上模01，在所述上模01与下模04之间还设有保护层03，其下模04是由若干个模块拼接而成的环形体，环形体的外环为圆形内环为多边形，环形体的外环与电机护环02的内表面配合，环形体的内表面与保护层03的外表面配合，保护03层的内表面与上模01的外表面配合。该实用新型虽然在下模04与上模01之间添加了保护层03，该保护层03可将下模04与上模01隔离开，且在挤压的过程中起到了辅助润滑的作用，可以顺利快捷的将护环进行冷变形强化，提高低温塑性变形的变形量。但是该护环02的内侧变形量较外侧大，当护环内侧的达到力学性能指标满足设计要求时，其外侧的变形量不足，造成护环内外侧的力学性能相差很大，此冷变形强化方法也难以满足护环的力学性能要求；且下模04为若干个模块拼接而成的环形体，随着电机护环02内侧尺寸的扩大，下模04也会出现模块的分离，电机护环04内侧在继续冷扩过程中，受压不均匀，容易影响电机护环02内侧尺寸的精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种环形无磁钢锻件冷变形强化用模具及使用方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种环形无磁钢锻件冷变形强化用模具，所述模具包括将所述环形无磁钢锻件内孔扩大的冷扩模具，以及将所述环形无磁钢锻件外径缩小的冷压模具。

优选地，所述冷扩模具包括至少一套冲模，其中每套冲模包括上冲模和下冲模，所述上冲模、下冲模与所述环形无磁钢锻件内孔相互配合，并围成一个密闭空腔，所述上冲模承载压机冲压。

优选地，所述冷压模具包括上压模和下压模，所述上压模、下压模与环形无磁钢锻件外侧相互配合，所述环形无磁钢锻件内孔设有与之相互配合的芯棒，所述上压模承载压机冲压。

优选地，与环形无磁钢锻件内孔相互配合的所述上冲模、下冲模均为圆台形，所述上冲模、下冲模的圆台小端分别嵌入所述环形无磁钢锻件内孔。

圆台形状的上冲模、下冲模不仅能够增加形成环形无磁钢锻件空腔的密闭性，而且便于压机将上冲模、下冲模压入环形无磁钢锻件内孔，同时便于冷扩完毕压力卸压后上冲模、下冲模从环形无磁钢锻件上拆卸下来。

优选地，与环形无磁钢锻件外侧相互配合的所述上压模表面、下压模表面为内凹弧面。

优选地，所述上压模、下压模之间通过承载弹簧相互连接。

上压模表面、下压模表面设计为内凹弧面，增大了上压模、下压模与环形无磁钢锻件外侧的接触面积，上压模、下压模之间设置的承载弹簧可以使环形无磁钢锻件夹持的更为平稳，上压模、下压模在承受压机下压时能保持相互平行挤压环形无磁钢锻件，利于环形无磁钢锻件冷压时变形更为均匀。

一种环形无磁钢锻件冷变形强化用模具的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将环形无磁钢锻件在所述冷扩模具上进行由内向外冷扩，即将环形无磁钢锻件竖直放置在上冲模和下冲模之间，所述环形无磁钢锻件内孔、上冲模、下冲模相互配合，且所述环形无磁钢锻件内孔与所述上冲模、下冲模围成一个密闭空腔，所述空腔内设有超高压液体，所述上冲模承载压机冲压，控制所述环形无磁钢锻件内孔冷扩变形量达到工艺规定尺寸；