[发明专利]一种汽轮发电机1Mn18Cr18N无磁性护环锻造方法

说明书

本发明涉及护环锻造技术领域，提供了一种汽轮发电机1Mn18Cr18N无磁性护环锻造方法，包括锻造前将坯料加热保温、镦粗冲孔、预扩孔、一次芯轴拔长、旋转镦粗、二次芯轴拔长以及扩孔成型。本发明通过先镦粗冲孔，并在预扩孔后使得坯料成为空心的环形件，此时坯料中部无拉应力集中点，从而有效降低坯料在后续的一次芯轴拔长、旋转镦粗、二次芯轴拔长以及扩孔成型阶段产生锻造裂纹的风险，提高锻造后的成品的质量；同时，从第二火次之后采用阶梯式降温的方式控制坯料的锻造温度，既能为坯料的锻造变形提供塑性保障，又能避免温度过高导致的二次加热粗晶，影响成品的最终质量。

技术领域

本发明涉及护环锻造技术领域，具体而言，涉及一种汽轮发电机1Mn18Cr18N无磁性护环锻造方法。

背景技术

1Mn18Cr18N无磁护环是一种主要用于汽轮发电机上的零部件，其属于奥氏体钢，特点是合金含量高、可锻温度区间窄(约900-1180℃)、变形抗力大，采用一般的锻造方式极易开裂，需采用热锻+固溶+冷扩+消应的方式才能满足性能和使用要求，其对压机设备吨位要求很高。

现有的热锻方法有以下几种：

其一是记载于“1Mn18Cr18N钢无磁性护环锻件的试制”一文中的锻造方法，其采用三次镦粗+镦粗冲孔+扩孔+芯棒拔长+扩孔的锻造方法锻造护环；

其二是公开号为CN104338880A以及公开号为CN113275494A的两项专利文献中记载的锻造方法，上述两项专利文献中均记载了采用镦粗+冲孔+扩孔+芯棒拔长+扩孔+芯棒拔长的锻造方法锻造护环。

无论是采用上述哪种锻造方法，都是在对钢锭进行整体镦粗后再进行冲孔、扩孔或芯棒拔长的，也就是镦粗和冲孔是在不同的火次下完成的。然而，在整体镦粗过程中坯料的中心极易产生裂纹，在反复镦粗以及后续锻造过程中裂纹会进一步扩展延伸，导致锻造后的产品上残留裂纹甚至使得锻造过程无法继续进行，影响最终成品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽轮发电机1Mn18Cr18N无磁性护环锻造方法，其能够有效降低锻造过程中坯料产生裂纹的风险，提高锻造后成品的合格率以及生产效率，降低制造成本以及操作难度。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种汽轮发电机1Mn18Cr18N无磁性护环锻造方法，包括以下步骤：

S1.锻造前将坯料加热保温；

S2.锻造；

第一火次：将步骤S1中加热保温后的坯料镦粗并冲孔，并将镦粗冲孔后的坯料返炉后按1180℃的加热温度加热3h；

第二火次：对第一火次锻制得到的坯料进行预扩孔，并将预扩孔后的坯料返炉后按1180℃的加热温度加热2h；

第三火次：对第二火次锻制得到的坯料进行一次芯轴拔长，并将一次芯轴拔长后的坯料返炉后按1140℃的加热温度加热3h；

第四火次：对第三火次锻制得到的坯料进行旋转镦粗，并将旋转镦粗后的坯料返炉后按1100℃的加热温度加热2h；

第五火次：对第四火次锻制得到的坯料进行二次芯轴拔长，将二次芯轴拔长后的坯料返炉按1050℃的加热温度加热一定时间后平整坯料端面，并将平整后的坯料再次返炉按1050℃的加热温度加热1h；

第六火次：对第五火次锻制的坯料扩孔成型，并将成型后的坯料进行水冷却。

可选的，在第一火次中，采用球面镦粗板对坯料进行镦粗，使得坯料的上端面呈现高凸面；其中，镦粗比≥2。

可选的，在第五火次中，二次芯轴拔长时的单次压下量≥30mm；同时，平整坯料端面前返炉按1050℃的加热温度加热时的加热时间≤30min。