永鑫生A50电动机轴锻件制造工艺技术怎么样？
2023-08-11 10:33:07
admin
A50电动机轴锻件是核电小流量试验台专用件，选材为25Cr2Ni4MoV钢(JB／T 8708--1998标准)，其锻件制造难点为：①为防止出现“白点”，要求≤10(1ppm)。②酸洗或磁粉检测：发纹缺陷长度≤1．5mm。③超声波检测：起始灵敏度<1．6mm，重要部位单个缺陷长度要求≤2mm。
围绕以上难点，对该轴锻件的制造采取如下工艺路线：LF+VD精炼钢锭一锻造电渣重熔电极一退火一去皮一电渣重熔一除氢退火一化学成分检测一锻造一超声波检测一两次正火一粗加工一调质一理化性能检测一粗加工一超声波检测一交货。
1．冶炼工艺
该轴制造的首要难点是降低有害气体氢含量，要求≤10(此钢产生白点的氢含量临界值是1．8×10左右)，非精炼钢3×10，真空除气精炼后，最好情况1．2×10，为达到≤10，必须经过扩氢退火。具体工艺步骤如下。LF+VD精炼LF精炼是为了除硫，能使有害元素s降到0．0l％(质量分数)以下，减少硫化物夹杂。VD精炼使钢液在真空室中进行脱碳、脱气、脱硫。通过LF+VD精炼浇注成3．2t八角钢锭。
(2)锻造电渣重溶电极电渣重熔自耗的电极棒要求φ380mm，故将3．2t钢锭经自由锻锻成φ400mm×2590mm。锻造工艺为：加热至1200°C，1150～1200℃开锻，终锻温度为850℃，锻后石灰中缓冷。电极棒去皮至φ380mm×2590mm。
(3)电渣重熔由于该轴最终要经过酸洗或磁粉检测，显示发缺陷长度要求≤1．5mm。所谓“发纹”即钢中夹杂物，经热变形呈沿轴向分布的条链，这类夹杂物主要有SiO、A10、MnS、(MnFe)S、Cr203等。
前面提到此轴先经LF精炼将硫含量降到0．01％以下，再经电渣重熔进一步脱硫，所以MnS、(MnFe)S夹杂物可以不足为虑，其他氧化物夹杂要依赖电渣重熔，经过渣洗将这些夹杂物吸附于液态渣系中，由于电渣锭结晶速度快，使之形态呈细小分散，在之后的锻造中，不能形成条带，所以电渣钢又叫无发纹钢”，通常经电渣重熔后“发纹”可以免检，人们称之为“工艺保证”。经去皮后25Cr2Ni4MoV钢棒为φ380mm×2590mm，以此作为自耗电极进行电渣重熔成φ5600mm×1000mm电渣锭。电渣锭退火后，经检测=0．00007％，满足轴制造的要求。电渣重熔后，化学成分指标合格，硫含量大幅降低。
2．锻造工艺
由于该轴的超声波(uT)检测要求严格，起始灵敏度1．6mm，重要部位单个缺陷长度要求≤2mm，为满足此要求，要求锻造变形充分，实际总锻造比>6.因第四火未出成品锻件，第五火锻打时，在475mm×490mm段形成空烧而出现粗晶，在超声波检测时呈现较严重的“草状波”，经金相检验表现为粗大的过热组织但这种组织可以通过正火改善。由于25Cr2Ni4MoV钢合金化程度较高，存在过热组织的遗传现象，故正常正火(860°C～880°C)不足以消除粗晶，我们采用二次正火。
3．一次粗加工与调质
锻后轴经两次正火+高温回火已经使晶粒充分细化，满足了超声波检测要求，在进行调质之前，要进行一次粗加工，以使锻造表面缺陷(氧化皮、坑、折叠及微裂纹弯曲等)全面清除，以免在淬火中缺陷扩大，一次粗加工单面留量8mm(考虑调质变形)，一次粗加工后按图示工艺进行调质处理。调质后布氏硬度达240HBW—250HBW。
4．取样和理化检验
该轴调质后进行取样分析：力学性能项目包括：
①在轴的两端各取轴向拉伸、冲击试样2个。②在轴的A端取切向拉伸试样4个、冲击试样2个，在日端取切向拉伸、冲击试样各2个。③在轴的两端各取径向拉伸试样4个、冲击试样2个。④在轴的两端各取径向脆性转变温度试样2个。另在轴的A端取磁性能试样1个。晶粒度试样取自冲击试样。残留应力试样取自A端290mm处。
5．二次粗加工及消除应力处理
全部检查项目合格后，进行第二次粗加工，加工至所需尺寸。为消除加工应力，最后还要进行一次消除应力热处理。
6．最终超声波检测和酸性检测
检查规程按JB1581标准，判定标准按JB／T8708--1998，起始灵敏度φ1．6mm，检测频率2．5MHz，结果未发现超标缺陷，锻件合格。酸洗检测在半精加工后进行，结果无发纹缺陷。
A50电动机轴两端的轴向／径向／切向力学性能、磁性能、晶粒度及残留应力等方面均满足JB／T8708--1998标准要求，且均匀性良好。
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