大型铣制焊接叶轮热处理控制方法技术

本发明专利技术提供了一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，其步骤包括：对轮盖和轮盘进行第一固溶处理和第一时效处理；将轮盖和轮盘焊接成叶轮后进行消应力处理；对叶轮进行外圆加工；对叶轮进行第二固溶处理；对叶轮进行粗加工；将叶轮置于托盘上进行第二时效处理；对叶轮进行第三时效处理。本发明专利技术提供的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，能够保证叶轮在满足设计力学性能的前提下，减少叶轮在热处理过程中的变形量。的变形量。的变形量。

【技术实现步骤摘要】
大型铣制焊接叶轮热处理控制方法


[0001]本专利技术涉及热处理
，特别涉及一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法。

技术介绍

[0002]叶轮结构复杂，特别是流道为精加工尺寸，如果在热处理过程中变形大，会造成叶轮不能满足设计要求而报废，特别是压缩机结构大型化不断涌现，大型叶轮在热处理过程中变形量往往也会增加。因此，如何控制大型铣制焊接叶轮在热处理过程中的变形量意义重大。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，使叶轮在满足设计力学性能的前提下，减少叶轮在热处理过程中的变形量。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，包括如下步骤：
[0005]对轮盖和轮盘进行第一固溶处理和第一时效处理；
[0006]将轮盖和轮盘焊接成叶轮后进行消应力处理；
[0007]对叶轮进行外圆加工；
[0008]对叶轮进行第二固溶处理；
[0009]对叶轮进行粗加工；
[0010]将叶轮置于托盘上进行第二时效处理；
[0011]对叶轮进行第三时效处理。
[0012]进一步地，所述第一固溶处理时，将轮盖和轮盘加热至800～900℃，保温不少于1h后，以≤100℃/h的速度加热至1020～1060℃，保温不少于2h后，出炉以不小于空冷的冷却速度冷却；所述第一时效处理时，将轮盖和轮盘加热至600～850℃，保温不少于4h后，出炉以不小于空冷的冷却速度冷却。r/>[0013]进一步地，所述轮盖和轮盘在第一固溶处理和第一时效处理后可重复进行第一时效处理。
[0014]进一步地，所述消应力处理时，将叶轮加热至600～660℃，保温不小于4h后，炉冷至室温。
[0015]进一步地，所述叶轮外圆加工后，叶轮外圆保留10～20mm的加工余量。
[0016]进一步地，所述叶轮在第二固溶处理时，将热处理设备抽真空，将叶轮加热至800～900℃，通入40Pa氮气，保温不少于1h后，以≤100℃/h的速度加热至1020～1060℃，保温时间0.5
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1h后，以1～2Bar的氮气冷却至50～80℃后出炉空冷。
[0017]进一步地，所述叶轮粗加工后，在设计尺寸基础上预留5～10mm余量，轴盘侧出口厚度不小于20mm。
[0018]进一步地，所述叶轮置于托盘上进行第二时效处理时，将所述叶轮加热至800
‑
900
℃，保温时间不小于2小时，出炉以不小于空冷的冷却速度冷却至室温。
[0019]进一步地，所述叶轮与托盘同心置于托盘上，所述托盘置于热处理设备中心，托盘厚度不小于40mm，托盘外径大于叶轮直径，所述托盘在直径900mm以内范围内距离中心的不同半径的圆周上分别均匀设置φ80mm的内孔。
[0020]进一步地，所述叶轮第三时效处理时，将叶轮加热至480～650℃，保温时间不小于4小时，然后出炉以不小于空冷的冷却速度冷却至室温。
[0021]本专利技术提供的一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，在叶轮焊接前先对轮盖和轮盘进行固溶处理和时效处理，可以降低轮盖和轮盘硬度，使材料的硬度降低至320HBW甚至是300HBW以下，改善轮盖和轮盘的加工性能、提高其切削能力，并消除轮盖和轮盘的内应力，减少叶轮焊接前的内应力，提高叶轮的焊接效果。另外由于叶轮轮盖和轮盘预先进行了固溶处理和时效处理，所以叶轮在焊接后进行性能热处理的固溶处理时保温时间只需要保证焊缝位置满足组织转变即可，可以有效减少其保温时间，只需要0.5
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1h即可，这样由于高温固溶处理的保温时间缩短，所以对叶轮在此工序的变形情况能够有效控制。在轮盖和轮盘焊接成叶轮后再对叶轮进行消应力处理，然后加工叶轮外圆，再对叶轮固溶处理和粗加工。对焊接成型的叶轮再次进行时效处理，可以调整钢中合金元素的分布，提高马氏体的相变温度，使钢中得到更多的马氏体组织，提高叶轮的强度和硬度。并且在此时效处理后增加粗加工工序，可以减少叶轮热处理工程的余量，提高材料组织转变效果，获得更好的材料性能。最后对叶轮进行包括高温时效处理和时效处理的性能热处理，并且，在此热处理过程中设计了外径大于叶轮直径的托盘，并在托盘直径900mm以内距离其中心不同半径的圆周上分别均匀设置φ80mm的内孔，不仅可减轻托盘重量，方便操作者使用，而且还能使叶轮在冷却过程中冷却介质通过内孔接触叶轮，便于叶轮冷却。同时，由于叶轮外圆侧是叶轮在热处理过程中的薄弱环节，在热处理过程中极易发生变形，因此在托盘直径900mm以外的部分未设计内孔，以此提高叶轮外圆侧的刚性，使叶轮在热处理过程中保证叶轮性能的情况下可以有效控制叶轮热处理过程中的变形。
[0022]因此，本专利技术提供的一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，可以有效减少叶轮在热处理过程中的变形量。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例提供的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法流程图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法中焊接叶轮消应力后加工外圆的示意图；
[0025]图3为本专利技术实施例提供的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法中焊接叶轮固溶处理后粗加工示意图；
[0026]图4为本专利技术实施例提供的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法中焊接叶轮在热处理设备中的摆放方式图；
[0027]图5为本专利技术实施例提供的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法中焊接叶轮高温时效处理和时效处理的热处理托盘示意图。
具体实施方式
[0028]参见图1，本专利技术实施例提供的一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，包括如下步骤：
[0029]步骤1)对轮盖和轮盘进行第一固溶处理和第一时效处理。其中，在对焊接前的轮盖和轮盘进行固溶处理时，先将轮盖和轮盘加热至800～900℃，保温不少于1h后，再以≤100℃/h的速度加热至1020～1060℃，保温不少于2h后，出炉以不小于空冷的冷却速度将轮盖和轮盘冷却至室温。在对轮盖和轮盘进行时效处理时，将轮盖和轮盘加热至600～850℃，保温不少于4h后，出炉以不小于空冷的冷却速度冷却至室温。
[0030]如果叶轮的轮盖和轮盘在后续的加工过程中出现加工困难的情况，可以在完成固溶处理和时效处理后再循环进行时效处理。
[0031]本专利技术提供的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，在叶轮焊接前先对轮盖和轮盘进行固溶处理和时效处理，可以降低轮盖和轮盘的硬度，使材料的硬度降低至320HBW甚至是300HBW以下，能改善其加工性能、提高其切削能力。并且还能消除轮盖和轮盘的内应力，减少叶轮焊接前的内应力，提高叶轮的焊接效果。同时，由于叶轮的轮盖和轮盘预先进行了固溶处理和时效处理，因此，叶轮在焊接后进行性能热处理的固溶处理时的保温时间只需要保证焊缝位置满足组织转变即可，能够有效减少保温时间，一般只需0.5
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1h即可。由于高温固溶处理保温时间缩短，所以能对叶轮在此工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，其特征在于，包括如下步骤：对轮盖和轮盘进行第一固溶处理和第一时效处理；将轮盖和轮盘焊接成叶轮后进行消应力处理；对叶轮进行外圆加工；对叶轮进行第二固溶处理；对叶轮进行粗加工；将叶轮置于托盘上进行第二时效处理；对叶轮进行第三时效处理。2.根据权利要求1所述的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，其特征在于：所述第一固溶处理时，将轮盖和轮盘加热至800～900℃，保温不少于1h后，以≤100℃/h的速度加热至1020～1060℃，保温不少于2h后，出炉以不小于空冷的冷却速度冷却；所述第一时效处理时，将轮盖和轮盘加热至600～850℃，保温不少于4h后，出炉以不小于空冷的冷却速度冷却。3.根据权利要求2所述的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，其特征在于：所述轮盖和轮盘在第一固溶处理和第一时效处理后可重复进行第一时效处理。4.根据权利要求1所述的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，其特征在于：所述消应力处理时，将叶轮加热至600～660℃，保温不小于4h后，炉冷至室温。5.根据权利要求1所述的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，其特征在于：所述叶轮外圆加工后，叶轮外圆保留10～20mm的加工余量。6.根据权利要求1所述的大型铣制焊接叶轮热处理控制方法，其特征在于：所述叶轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒鑫，陈炜，王思倩，刘业超，郭杨，岳猛，包翠敏，薛吉，郭峰，李鹤，邹鹏，郝建国，曲德毅，杨思泽，于晃，王全振，李威，杨智鹏，耿延朝，陈东旭，牟金辉，王冬颖，牛丹，朱丽庆，郭鹏，张淇，周顺新，
申请(专利权)人：沈阳透平机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：