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1、 本文由zhouxiaoj2010贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 2010. No. 1 GE - 390H 汽轮发电机挡油环铸件铸造工艺研究 GE - 390 H 汽轮发电机挡油环铸件铸造工艺研究 刘保生 ,戴艳涛 ,王清宇 (哈尔滨电机厂有限责任公司 ,黑龙江 哈尔滨 150040 ) 摘 : 390 - H 汽轮发电机挡油环铸件是燃气轮机的部件 , 材料是 A l - Sn 系合金材料 .在挡油环铸 要 件上有一圈环板 ,其厚度仅为 3 mm. 关键词 : 铸造工艺 ; A l - Sn合金 ,挡油环铸件 1 前言 390 -
2、H 汽轮发电机挡油环铸件是燃气轮机的 3 mm (另一种为 5 mm ) , 处于铸造结构的极限 .因 为此处的结构 ,我们的制造工艺也必须较以往的铝 铸件有较大的突破才行 . 如能成功生产此类铸件 , 我们的技术水平将再 上一个台阶 . 2 研究内容 2. 1 燃机挡油环材料 2. 1. 1 GE 公司专用材料 B12G32A GE 燃 机 挡 油 环 铸 件 材 料 B12G32A 相 当 于 AST B26 /26M - 92a A08500.为 A l - Sn系合金材 M 部件 .该铸件不仅材料是我公司从未使用过的全新 材料 ,而且结构较我们生产的汽轮发电机挡油环铸 件有很大的不同
3、,其制造工艺也较以往的铝铸件将 有较大的突破 . 390 - H 汽轮发电机挡油环铸件所使用的材料 是 A l - Sn系合金材料 ,铝锡镍合金为 GE 公司从美 国材料标准中选用的材料 , 国内标准中没有此类合 金 ,与我们通常使用的 ZL102 合金有很大不同 , 对 于我们而言这是一个新的领域 . 结构和一般的汽轮发电机挡油环铸件有很大的 不同 .在挡油环铸件上有一圈环板 , 其厚度仅为 料 ,国内对应牌号为 GB / T 1174 1992 铸造轴承合 金 中的 ZA lSn6Cu1N i1 合金 , 合金的化学成分 , 力 学性能见表 1, 2. 表 表 1 B12G32A 化学成分
4、 Al Cu 0. 7 1. 3 Fe Mg Mn Ni 0. 7 1. 3 Si Sn 5. 5 7. 0 Ti 余量 0. 7 0. 10 0. 10 0. 7 0. 20 注 : 其余元素总含量不超过 0. 30% . 表 2 B12G32A 力学性能 抗拉强度 (b ) 延伸率 ( ) 5 ksi M Pa % 16. 0 110 5. 0 2. 1. 2 挡油环铸件通用材料 ZL102 (表 3, 4 ) 表 表 3 ZL 102 化学成分 合金牌号 合金代号 ZALSil2 ZL102 主要元素 % Si 10. 0 13. 0 Al Fe 0. 7 Cu 0. 30 余量杂质含量
5、 % Mg 0. 10 Zn 0. 10 Mn 0. 50 Ti 0. 20 杂质总和 2. 0 余量 45 上海大中型电机 表 4 ZL 102 力学性能 合金牌号 ZA lSil2 2010. No. 1 合金代号 ZL102 合金状态 F 力学性能 抗拉强度 b /M Pa 145 伸长率 / % 5 4 布氏硬度 /HB 50 2. 1. 3 材料对比 通过查阅资料和分析 ,两种材料的性能对比如表 5: 表 5 性能对比 合金代号 收缩率 ( % ) 融化温度 ( ) 抗热烈能力 气密性 流动性 凝固收缩倾向 常规热处理 抗蚀性 机械加工性能 抛光性能 高温强度 (260 ) 焊接适用
6、性 钎焊适用性 B12G32A AST B26 /26M - 92a A08500 M 13 224 649 ZL102 GB / T 1176 - 87 9 10 577 600 较差 较差 较差 较差 时效处理 ( T5) 中 优 优 建议不在高温条件下使用 较差 否 优 良 优 优 铸态 ( F) 良 较差 差 200 良 否 经过材料性能的对比发现 B12G32A 的加工性 能优于 ZL102,便于密封梳齿的加工 ; 结合我公司生 产铝合金的实际情况 , 最终制定配制 A l - Cu, l A N i中间合金 , 单加 Sn 的合金熔炼工艺生产燃机挡 2. 2 制造程序及内容 2.
7、2. 1 工艺路线 根据产品结构 , 技术要求和现有的工艺装备确 定挡油环铸件的工艺路线如图 1: 油环铸件 . 图 1 挡油环铸件的工艺路线 2. 2. 2 铸造工艺方案的制定 造型 ,对产品的结构进行分析 , 以便于制定铸造工 艺 ,计算铸件的重量和熔化金属的量 . 我们首先根据设计图纸对产品进行了三维实体 46 2010. No. 1 GE - 390H 汽轮发电机挡油环铸件铸造工艺研究 刷印和厚薄不匀的现象 , 从而提高表面的光洁度 (图 5 ) . 图 2 挡油环三维实体图 390 - H 燃汽轮发电机挡油环铸件结构复杂 ,除 了与我公司常用的挡油环铸件相同的密封结构外 , 在挡油环
8、铸件上还有一圈环板 , 其厚度仅为 3 mm (另一种为 5 mm ) ,处于铸造结构的极限 (图 2 ) .对 图 5 挡油环铸件砂芯图 此结构在铸造过程将其加厚 ,在加工时进行加工 ,这 样即可以保证环板的铸造质量 , 又可以保证环板的 平整度和光洁度 . 模型与芯盒 (图 6 ) 严格按工艺要求制作 , 均采 用金 - 木结合结构 ,提高模型的强度与表面光洁度 ; 制作专用的砂箱等 ,提高生产效率 ,节约型砂等原材 料的消耗 . 图 3 挡油环铸造工艺简图 由于铸件结构复杂 , 我们采用树脂石英砂进行 造型 ,保证铸件外形的形状和尺寸精度 .利用树脂 砂强度高 , 尺寸精度好 , 累积误
9、差小的特点 , 制作分 层砂芯 (图 4 ) ,形成油槽和不方便起模的结构 . 图 4 挡油环铸件合箱组芯图 图 6 挡油环铸件芯盒模型图 在砂型表面进行涂料喷涂和刷涂工艺 , 砂型硬 化后表面涂刷 (喷涂 ) 醇基锆英粉涂料 , 并点燃烘 干 .然后使用细砂纸进行打磨 , 改变原刷涂时存在 我们还对两类三种挡油环制作了专门的检查卡 片 ,经过检查 ,对比图纸和相关标准铸件形状 , 尺寸 47 上海大中型电机 2010. No. 1 精度和表面光洁度均为良好 ,达到了精细过程 ,精品 结果的目标 (图 7 ) (图 8 ) . 图 7 挡油环铸件 在铸件清理过程中 , 发现个别铸件存在圆周裂
10、纹 ,经分析是由于该合金的强度和高温强度较低 ,收 缩过程受阻形成的 , 通过调整砂型的内圆强度 (型 砂的退让性 )和冷铁分布可以解决此问题 . 3 结语 目前挡油环铸件外观质量良好 , 较以往生产的 挡油环外观质量有了较大的飞跃 .铸件内部无夹 渣, 缩松等缺陷 .试制的一台机组的铸件已加工合 格装机 .达到了我们科研攻关的目标 .为公司燃汽 轮发电机组的国产化和整机的生产提供了优质合格 的 精品 铸件 ,提供了有力的支持 . 通过此次科研攻关 , 获得了优质的铸件产品 . 在挡油环铸件科研攻关过程中 , 我们使用了多项先 进的技术和工艺方法 , 我们的技术水平和生产能力 跃上了一个新的高
11、度 , 同时我们也看到了生产过程 中的问题 .通过今后的生产我们还将进一步的总结 经验和学习来不断提高技术水平和生产能力 .也为 其他机组挡油环装配的改进提供了有力支持 . 图 8 挡油环加工 作者简介 : 刘 保 生 , 男 , 1977 年 生 , 2000 年毕业于沈阳工业大学 机械设 计 及 制 造 专 业 , 本 科 , 现从事水轮机技术管理工作 , 工程师 . (上接第 42 页 ) 4 结语 一样的 .方案三的优势就很明显 , 同样在流水线上 冲制 ,原材料却节约了 170 多万元 .很多时候 ,原材 料的门幅 , 模具的合理选择 , 加工时的轧制方向等等 都会成为优化套裁额的新主题 .为此 , 我们在编制 材料定额时 ,要不断通过摸索比较 ,反复斟酌产品加 工工艺 ,寻求节材降耗的新亮点 ,提高企业的盈利能 力. 百万千瓦超超临界机组是电站集团的拳头产 品 .目前 ,电站集团百万等级汽轮发电机组市场占 有率达到 60% .通过以上三种方案的分析和对比 , 可以看出选择不同的排料套料方法产生的效益是不 48 1
