顾 利
沈阳辽沈锻压厂，辽宁沈阳 （110172）
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摘要：电机护环不仅要求有小的导磁率，防止因漏磁造成磁滞与涡流损失，而且要求较高的屈服强度，以满足高速旋转的电机强大的离心力要求。 奥氏体类钢具有低的导磁率，但强度较低，满足不了电机对其强度的要求。
本文主要介绍了SKY型大型异步电动机，40Mn18Cr4奥氏体钢护环的锻造、半热锻强化工艺。通过采取特殊的强化措施来提高护环的屈服强度，以满足对其强度的要求。 关键词：锻造，奥氏体化，半热锻。
中图分类号：TG3
1.引言
护环是紧固发电机转子绕组端部线圈的箍圈，承受热装配合及高速旋转的离心力，因而要求很高的屈服极限及较高的综合机械性能。
同时，为防止因漏磁造成磁滞与涡流损失从而降低发电机功率，要求护环有最小的导磁率，因此具有高强度无磁性的护环，均用奥氏体类钢制造，于此相同，电动机所用的护环亦有相同的要求。
而奥氏体类钢因无相变，组织较软，屈服强度较低，远远不能满足护环性能的要求，所以必须采取各种特殊的强化措施来提高屈服强度。
提高护环屈服强度的措施通常有两种：一种是热锻成形，半热锻强化；另一种是热锻成形，冷变形强化。
根据护环类别的不同，对护环屈服强度从75Kg/mmmsinfo2、85 Kg/mm2、90 Kg/mm2、95 Kg/mm2有不等的要求。
经强化处理后的护环的屈服强度，可由原来的40 Kg/mm2左右，上升到75 Kg/mm2以上，以充分满足护环对强度的要求。
在变形强化之前，锻坯尚需进行粗加工和奥氏体处理。
目前，我国多采用无镍高锰奥氏体钢：40Mn18Cr3、50Mn18Cr4、50Mn18Cr4WN作为护环材料。
随着装机容量的不断加大，300MW以上发电机护环多采用6000PPM超高氮不锈钢Mn18Cr18N制造，强化方法亦多采用外补液胀形法或扩挤复合成形法等新工艺【1】。
本文介绍的是SKY型大型异步电动机护环的制造过程，即热锻成型及半热锻强化的工艺。
2.护环的化学成分、机械性能、验收标准
KYS1000—4型大型异步电动机，功率为10300KW，工作电压10000V，单机重量达30T。
其护环的化学成分，机械性能如下：
2.1化学成分：
（表1）化学成分标准（%） (Table ) Chemical composition（%）
宝商集团陕西辰济药业有限公司钢 种 | 化学成分 |
C | Si | 带锯条焊接Mn | S | P | Cr |
40Mn18Cr4 | 0.30— 0.55 | 0.30— 0.80 | 17—19 | ≤0.050 | ≤0.080 | 3.0—5.0 |
| | | | | | |
2.2机械性能：
（表2）机械性能标准(MPa) (Table 2) Mechanical performance standards (MPa)
性能 | σb | σs | δ(%) | ψ(%) | μ |
指标 | 735 | 640 | ≥20 | ≥35 | ≤1.05 |
| | | | | |
2.3无损检测标准：
GB6402—98Ⅱ级。
3.护环的锻造工艺
3.1护环的零件图纸
图1护环零件图 Figure 1 Retaining Ring Parts
3.2锻造工艺
3.2.1锻件工艺图纸二氧化硅抛光液
采用覆盖锻造法锻造，锻件重量：1325Kg,利用2000Kg炉外精炼、真空脱气钢锭锻造，钢锭利用率：66%。
始锻温度：1180℃，终锻温度：850℃，锻造比：≥2.5【2,3】
图2护环锻件图 Figure 2 Figure Retaining Ring Forgings
3.2.2工艺变形过程
火次 | 温度 | 工序说明 | 变形过程 | 备注 |
I | | 1： 倒棱 2： 下料 | | 1： 倒棱锻比：1.1 2： 水帽口切除20% L/D≤2.5 |
| | | | |
续 表
火次 | 温度 | 工序说明 | 变形过程 | 备注 |
II | | 3： 镦粗 | | L/H=2—3.5 |
III | | 4: 冲孔 5： 芯棒拔长到热锻毛坯尺寸。 | | 1：用实心冲子，冲子对正锻件中心。 |
Ⅳ | | 6： 粗加工 链条传动7：奥氏体化处理 | | 1表面光洁度全部▼4。 2：将锻件加热到 1050-1100℃ 保温后水冷至550—600℃。 |
火次 | 温度 | 工序说明 | 变形过程 | 备 注 |
V | | 8： 变形强化 | | 1：表面水冷到550—600 ℃开始半热锻，终锻温度不限。 2：均匀转动压下。 3：使用窄砧马架，变形率取28%。 |
| | | | |
图3工艺变形过程 Figure 3, the deformation process technology
3.2.3加热规范
3.2.3.1冷钢锭的加热规范（采用2T钢锭）
图4冷钢锭加热曲线 Figure 4 Cold ingot heating curve
3.2.3.2返炉半成品加热规范
图5半成品加热曲线 Figure 5, the heating curve of semi-finished products
3.3护环半热锻强化各工序尺寸关系【4】窑链
图6各工序尺寸关系 Figure 6 Relationship between the process size
D2=D1+30mm；d2=d1-30mm；H2=H1+50—70mm。
（D+ d）(1-ε) （D- d）
D1=-------------------- +--------------------
2K 2(1-ε)
（D- d）
d1= D1－ ---------------
(1-ε)
式中：D， d, H 为锻件毛坯尺寸
D1 ，d1, H1 为粗加工后锻件尺寸
D2， d2, H2 为热锻件毛坯尺寸
ε---为锻件变形率， k—为展宽系数（0.96—1.00
3.4奥氏体化处理
在半热锻前，将粗加工后的坯料重新加热到1050--1100℃，使沿晶界析出的碳化物全部融入奥氏体内，然后取出并水空冷却到600-550（℃），此时碳化物来不及析出，得到均匀而稳定且塑性良好的奥氏体组织，使其既具有良好的耐蚀性又有低的导磁率。
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