大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法

摘要

本发明涉及一种大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法。该护环的制造方法，包括精炼钢坯步骤、热段制坯步骤、固溶热处理及冷变形步骤和粗加工步骤，其中，所述固溶热处理及冷变形步骤为：钢锭热锻成型后再入炉加热到950-1100℃并保温以保证碳化物充分固溶得到均匀奥氏体组织，再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形。由于采用了上述的技术解决方案，完全解决了大型高速电机用薄壁护环制造材料昂贵、制造方法复杂、制造成本高的问题，制造护环不再需要特殊的配套设备，不再需要使用昂贵的材料，制造方法简单方便，有效地节约了镍资源，显著地降低了护环的制造成本，而且使用该方法制造的护环塑性高、质量可靠。

权利要求

1.一种大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法，包括精炼钢坯步骤、热锻制坯步骤、固溶热处理及变形步骤和粗加工步骤，其特征在于，所述固溶热处理及变形步骤为：钢锭热锻成型后再入炉加热到950-1100℃并保温以保证碳化物充分固溶得到均匀奥氏体组织，再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形；其中：所述热锻制坯步骤中，锻造温度在850-1100℃，锻造前以小压30-50mm下量到棱，所述热锻制坯步骤包括镦粗、冲孔、拔长和扩孔工序，所述镦粗与冲孔工序分别在两火次进行，所述拔长和扩孔工序也在不同火次进行，拔长工序采用上下圆弧砧；

所述固溶热处理及变形步骤中，再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形的温度为

610-650℃。

2.如权利要求1所述的大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法，其特征在于，所述精炼钢坯步骤采用电渣重熔钢包精炼、真空浇铸的八棱钢锭。

3.如权利要求1或2所述的大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法，其特征在于，所述粗加工步骤为：剥皮后超声波探伤，合格后再测试机械性能、磁性能、晶粒度。

4.如权利要求1所述的大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法，其特征在于，所述再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形的温度最佳为630℃。

说明书

大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及大型高速电机用薄壁护环，特别涉及一种大型高速电机用薄壁护环的制造方法。

背景技术

[0002] 大直径薄壁护环是高速电机的关键零件。大型高速电机用薄壁护环起保护高速电机转子端部导条、导电端环在高速运转时由于巨大离心力作用而不致甩出。当电机转子高速旋转、停机和启动时，承受交变作用的离心力、弯曲应力、装配应力，受力繁重复杂，同时还须防止端部因漏磁造成损耗而影响电机效率，因而要求护环具有高强度、高韧性、低磁性、最小的残余应力。

[0003] 具备以上条件的只有奥氏体钢变形强化后才能保证，日本TMEIC选用0Cr18Ni9，制造方法为：铸钢钢锭-开坯轧型-粗加工-弯圆形-焊接口-固溶热处理-冷涨形-性能测试。该材料的钢锭价格昂贵，而且我国属贫镍国家，该资源紧张。上述材料的制造方法较复杂，方法环节多，且需用配套的加工设备，因而制造成本很高。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于解决上述大型高速电机用薄壁护环制造材料昂贵、制造方法复杂、制造成本高的问题，提供一种利用国产常用材料制造大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的方法。

[0005] 实现本发明目的技术方案是：一种大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法，包括精炼钢坯步骤、热锻制坯步骤、固溶热处理及变形步骤和粗加工步骤，其特征在于，所述固溶热处理及变形步骤为：钢锭热锻成型后再入炉加热到950-1100℃并保温以保证碳化物充分固溶得到均匀奥氏体组织，再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形。

[0006] 上述再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形的温度为610-650℃，最佳为630℃。

[0007] 可选地，如钢锭终锻温度较高，锻后可立即放入水中冷却，变形量为10-15％。

[0008] 优选地，所述精炼钢坯步骤采用电渣重熔钢包精炼、真空浇铸的八棱钢锭。

[0009] 优选地，所述热锻制坯步骤中锻造温度在850-1100℃。

[0010] 进一步地，锻造前应以小压30-50mm下量到棱以锻合皮下缺陷、提高表层金属的塑性和强度，防止大变形时产生裂纹。

[0011] 进一步地，所述热锻制坯步骤还包括镦粗、冲孔、拔长和扩孔工序，所述镦粗与冲孔工序分别在两火次进行，所述拔长和扩孔工序也在不同火次进行。

[0012] 进一步地，进行所述拔长工序时采用上下圆弧砧以保证有较大的接触面，不至于应力集中开裂，扩孔时壁厚受力均匀。

[0013] 可选地，所述粗加工步骤为：剥皮后超声波探伤，合格后再测试机械性能、磁性能、晶粒度。

[0014] 由于采用了上述的技术解决方案，完全解决了大型高速电机用薄壁护环制造材料昂贵、制造方法复杂、制造成本高的问题，制造护环不再需要特殊的配套设备，不再需要使用昂贵的材料，制造方法简单方便。本发明有效地节约了镍资源，显著地降低了护环的制造成本，而且使用该方法制造的护环塑性高、质量可靠。具体效果见表1-3。

[0015] 表1：化学成分

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[0017] 表2：价格

[0018]产品名 牌号 钢锭单价 材料利用率 备注
TMEIC 0Cr18Ni9 2万元/吨 60％ 须有批量
本发明 40Mn18Cr4 0.9万元/吨 50％

[0019] 表3：热加工主要设备

[0020]

具体实施方式

[0021] 下面结合对本发明作进一步的详细说明。

[0022] 一种大型高速电机用薄壁40Mn18Cr4护环的制造方法，包括精炼钢坯步骤、热锻制坯步骤、固溶热处理及变形步骤和粗加工步骤，其特征在于，所述固溶热处理及变形步骤为：钢锭热锻成型后再入炉加热到950-1100℃并保温以保证碳化物充分固溶得到均匀奥氏体组织，再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形。

[0023] 上述再快速水冷至看不出红色时出水半热锻变形的温度为610-650℃，最佳为630℃。

[0024] 可选地，如钢锭终锻温度较高，锻后可立即放入水中冷却，变形量为10-15％。

[0025] 优选地，所述精炼钢坯步骤采用电渣重熔钢包精炼、真空浇铸的八棱钢锭。

[0026] 优选地，所述热锻制坯步骤中锻造温度在850-1100℃。