專利名稱：一種鉻鋯銅環(huán)的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉻鋯銅環(huán)的加工方法，具體地說鉻鋯銅環(huán)與轉(zhuǎn)子銅導(dǎo)條 焊接組成鼠籠式轉(zhuǎn)子，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)、高速列車牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)子兩端的短路 環(huán)，屬于熱加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)、高速列車牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)子兩端的短路環(huán)通常是
以紫銅環(huán)為主，而且只能生產(chǎn)20Kg以下，外徑500以下的鉻鋯銅環(huán)。紫銅環(huán) 的力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度》200MPa，屈服強(qiáng)度》40MPa，延伸率>35%，硬度》 45HB。他的力學(xué)性能、硬度都很低，不能滿足電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)和大扭矩的機(jī) 械性能，而鉻鋯銅環(huán)的力學(xué)性能高抗拉強(qiáng)度》360MPa，屈服強(qiáng)度》270MPa， 延伸率》15%，硬度》110HB。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，從而提供一種導(dǎo)電性好，可滿足 電機(jī)的承載力；機(jī)械性能高、耐磨、耐熱，可在40(TC以下工作，從而提高 了電機(jī)的可靠性，并且能延長電機(jī)使用壽命的一種鉻鋯銅環(huán)的加工方法。
按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案， 一種鉻鋯銅環(huán)的加工方法采用以下工藝步
驟
1、原材料鉻鋯銅錠坯料選定
(a) 原材料主要元素標(biāo)準(zhǔn)Cu》98.22%， Cr: 0. 5 1.2%，Zr: 0. 03 0. 3%;密度8. 9 g/cm;
(b) 鉻鋯銅錠坯料重量公式二3. 141592X0. 0089X(厚度+余量)X [(外 徑+余量)2/4_ (內(nèi)徑一余量)V4]/1000X 1.05;
注余量為車加工余量。
(C)、車加工余量經(jīng)車加工至熱鍛所需尺寸；
產(chǎn)品外徑《①400mm，外圓車加工余量二成品尺寸+10，內(nèi)孔車加工余量= 成品尺寸-10，厚度=成品尺寸+8;
產(chǎn)品外徑》①401 600mm，外圓車加工余量=成品尺寸+12，內(nèi)孔車加工 余量=成品尺寸_12，厚度=成品尺寸+11。
產(chǎn)品外徑》①601腿，外圓車加工余量=成品尺寸+13，內(nèi)孔車加工余量二成品尺寸-13，厚度=成品尺寸+12。
2、 熱鍛工藝
a) 加熱工藝參數(shù)將鉻鋯銅錠坯料加入反射加熱爐，爐內(nèi)溫度升溫至 930 980°C，加熱到950 985°C，保溫O. 8 1.2小時;
b) 鍛造工藝
先將鉻鋯銅錠坯料在空氣錘上鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔后，再將坯料套在環(huán)鍛 機(jī)的芯棒上環(huán)鍛到端環(huán)的熱鍛尺寸。
c) 、鍛件自然冷卻；
3、 固溶處理工藝
將經(jīng)熱鍛的銅環(huán)鍛件加入電爐，電爐溫度設(shè)定在950 980°C，保溫45 分 1.5小時后出爐放在冷卻水槽中冷卻；冷卻水槽中冷卻溫度60 90°C， 冷卻時間15 30分；
4、 冷鍛工藝將經(jīng)固溶處理的銅環(huán)鍛件冷鍛至鍛件時效處理所需尺寸；
5、 時效處理工藝
將冷鍛后的端環(huán)鍛件裝入電爐，溫度設(shè)定在450 47(TC，加熱到設(shè)定溫 度(47CTC)，再保溫約3 4小時，出爐后自然冷卻；表面硬度》110HB ; 導(dǎo)電率>43m/Q mm2 。
6、 車加工工藝
(a) 、用四抓卡盤夾緊端環(huán)內(nèi)孔并校圓，粗車端面，粗車外圓并留余量；
(b) 、調(diào)面，夾緊外圓，粗車端面和內(nèi)孔；再精車內(nèi)孔到圖紙尺寸；
(c) 、調(diào)面，夾住內(nèi)孔，精車端面和外圓到圖紙要求，經(jīng)檢驗(yàn)為成品。 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明鉻鋯銅環(huán)外徑大，可達(dá)700以上，重量80Kg以上；導(dǎo)電率^43m/ Q 'mm2，導(dǎo)電性好，可滿足電機(jī)的承載力；其力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度》360MPa， 屈服強(qiáng)度》270MPa，延伸率》15%，硬度》110HB;其機(jī)械性能高、耐磨、耐 熱，可在40(TC以下工作，從而提高了電機(jī)的可靠性，并且延長了電機(jī)的使 用壽命；可與國際企業(yè)ABB公司的風(fēng)力發(fā)電機(jī)配套。
具體實(shí)施例方式
下面本發(fā)明將結(jié)合附圖
中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述
本發(fā)明鉻鋯銅環(huán)生產(chǎn)工藝流程包括下列步驟采購原材料、熱鍛、固 溶處理、冷鍛、時效處理、車加工、檢驗(yàn)/包裝。 實(shí)施例一1、 原材料鉻鋯銅錠坯料選定
(a)、 Cu含量^98.22X， Cr含量:0. 5 1. 2%， Zr含量:0.03 0.3%; 密度8. 9 g/cm3;
(b)成品CMC1/396/276X27,規(guī)格外徑二396 mm，內(nèi)孔=276匪，厚度 =27 mm;
(c)、車加工余量外徑=396 mm+10，內(nèi)孔=276 mm—10，厚度二27 ■
+ 8;
熱鍛尺寸外徑=360 mm，內(nèi)孔=235 mm，厚度=50 mm; 冷鍛尺寸外徑=406 mm，內(nèi)孔二266 mm，厚度=35 mm; 根據(jù)鉻鋯銅錠坯料重量計算公式為24Kg;
檢驗(yàn)每批采購的鉻鋯銅化學(xué)成分，核對質(zhì)保書，合格后方可入庫。
2、 熱鍛工藝
a) 使用的設(shè)備為750kg空氣鍾，TD800環(huán)鍛機(jī)，反射加熱爐，輔助夾具， 鋼尺，卡尺。
b) 將鉻鋯銅錠坯料加入反射加熱爐，爐內(nèi)溫度升溫至93(TC，加熱到950 °C，保溫O. 8小時；
c) 先將鉻鋯銅錠坯料在空氣錘上鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔后，再將坯料套在環(huán)
鍛機(jī)的芯棒上環(huán)鍛到端環(huán)的熱鍛尺寸 夕卜《仝二360 mm，內(nèi)孑L二235 mm，厚度=50 mm; d)鍛件自然冷卻；
熱鍛檢驗(yàn)加熱溫度，l次/爐；表面質(zhì)量，目測；幾何尺寸，按工藝卡 片抽檢2 5件。
3、固溶處理工藝設(shè)備200Kw箱式電爐，冷卻水槽；
將經(jīng)熱鍛的銅環(huán)鍛件加入電爐，電爐溫度設(shè)定在95(TC，保溫45分后出 爐水淬；冷卻水槽中冷卻溫度6(TC，冷卻時間15分。
固溶處理檢驗(yàn)每爐須記錄加熱溫度和保溫時間。
5、 冷鍛工藝設(shè)備2000kg空氣鍾，輔助夾具，鋼尺，卡尺。將經(jīng)固
溶處理的銅環(huán)鍛件冷鍛約75 85%，冷鍛至鍛件時效處理所需尺寸外徑 =406 mm，內(nèi)孑L二266 mm，厚度=35 mm。
冷鍛檢驗(yàn)表面質(zhì)量，目測；幾何尺寸，按工藝卡片抽檢2 5件。
6、 時效處理設(shè)備200Kw箱式電爐。
將冷鍛后的端環(huán)鍛件裝入電爐，溫度設(shè)定在工藝溫度，加熱到45(TC,再保溫約3小時，出爐后自然冷卻；表面硬度》110HB;導(dǎo)電率》43m/
mm2 o
檢驗(yàn)每爐須記錄加熱溫度和保溫時間；檢測端環(huán)表面硬度和導(dǎo)電率(l 2只/每爐)。
7、 車加工
設(shè)備CA6250、 CA6266 (a)、用四抓卡盤夾緊端環(huán)內(nèi)孔并校圓，粗車端面，粗車外圓并留lmm 余量；(b)、調(diào)面，夾緊外圓，粗車端面和內(nèi)孔；再精車內(nèi)孔到圖紙尺寸① 276±0. 50;
(C)、調(diào)面，夾住內(nèi)孔，精車端面和外圓到圖紙要求，經(jīng)檢驗(yàn)為成品 CMCl/396/276X27。
車加工檢驗(yàn)車加工幾何尺寸，按工藝卡片抽檢2 5件。
8、 探傷100%檢驗(yàn)。
9、 成品檢驗(yàn)幾何尺寸按圖紙100%檢驗(yàn)；導(dǎo)電率》43m/Q : 100% 檢驗(yàn)。硬度》110HB: 100%檢驗(yàn)。
其力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度》360MPa，屈服強(qiáng)度》270MPa,延伸率》15%， 硬度^110HB。
實(shí)施例二
1、 原材料鉻鋯銅錠坯料選定
(a)、 Cu含量^98. 22%， Cr含量:0. 5 1. 2%， Zr含量:0.03 0.3%; 密度8. 9 g/cm3 ;
(b) 成品CMCl/560/400X44，規(guī)格外徑=560 mm，內(nèi)孔二400 mm，厚度 =44 mm;
(c) 、車加工余量外徑=560 mm+12，內(nèi)孔=400 mm_12，厚度=44 mm + 11;
熱鍛尺寸外徑=520 mm，內(nèi)孔=365 mm，厚度=70 mm; 冷鍛尺寸外徑=572 mm，內(nèi)孔=388 mm，厚度=55 mm;
根據(jù)鉻鋯銅錠坯料重量計算公式為71Kg。 檢驗(yàn)每批采購的鉻鋯銅化學(xué)成分，核對質(zhì)保書，合格后方可入庫。
2、 熱鍛工藝
a)使用的設(shè)備為750kg空氣鍾，TD800環(huán)鍛機(jī)，反射加熱爐，輔助夾具， 鋼尺，卡尺。b) 將鉻鋯銅錠坯料加入反射加熱爐，爐內(nèi)溫度升溫至950°C，加熱到960 °C，保溫O. 8小時；
c) 先將絡(luò)鋯銅錠坯料在空氣錘上鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔后，再將坯料套在環(huán)
鍛機(jī)的芯棒上環(huán)鍛到端環(huán)的熱鍛尺寸
外徑=520 mm，內(nèi)孑1>=365腿，厚度二70 mm; d)鍛件自然冷卻； 熱鍛檢驗(yàn)加熱溫度，l次/爐；表面質(zhì)量，目測；幾何尺寸，按工藝卡 按工藝卡片抽檢2 5件。
3、固溶處理工藝設(shè)備200Kw箱式電爐，冷卻水槽；
將經(jīng)熱鍛的銅環(huán)鍛件加入電爐，電爐溫度設(shè)定在950。C,保溫45分后出 爐水淬；冷卻水槽中冷卻溫度7(TC，冷卻時間20分。 固溶處理檢驗(yàn)每爐須記錄加熱溫度和保溫時間。
5、 冷鍛工藝設(shè)備2000kg空氣鍾，輔助夾具，鋼尺，卡尺。將經(jīng)固 溶處理的銅環(huán)鍛件冷鍛約75 85%，冷鍛至鍛件時效處理所需尺寸外徑 =572 mm，內(nèi)孑L二388 mm,厚度=55 mm;
冷鍛檢驗(yàn)表面質(zhì)量，目測；幾何尺寸，按工藝卡片抽檢2 5件。
6、 時效處理設(shè)備200Kw箱式電爐。
將冷鍛后的端環(huán)鍛件裝入電爐，溫度設(shè)定在工藝溫度，加熱到450°C，
再保溫約3小時，出爐后自然冷卻；表面硬度^110HB;導(dǎo)電率》43m/
Q mm2 。
檢驗(yàn)每爐須記錄加熱溫度和保溫時間；檢測端環(huán)表面硬度和導(dǎo)電率(1 2只/每爐)。
7、 車加工
設(shè)備CA6250、 CA6266 (a)、用四抓卡盤夾緊端環(huán)內(nèi)孔并校圓，粗車端面，粗車外圓并留lmm 余量；(b)、調(diào)面，夾緊外圓，粗車端面和內(nèi)孔；再精車內(nèi)孔到圖紙尺寸① 400±0. 50;
(C)、調(diào)面，夾住內(nèi)孔，精車端面和外圓到圖紙要求，經(jīng)檢驗(yàn)為成品
CMCl/560/400X44。
車加工檢驗(yàn)車加工幾何尺寸，按工藝卡片抽檢2 5件。
8、 探傷100°/。檢驗(yàn)。
9、 成品檢驗(yàn)幾何尺寸按圖紙100%檢驗(yàn)；導(dǎo)電率》43m/Q 'mm2 :
7100%檢驗(yàn)。硬度》110HB: 100%檢驗(yàn)。
其力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度》360MPa，屈服強(qiáng)度》270MPa，延伸率》15%， 硬度》110HB。 實(shí)施例三
1、 原材料鉻鋯銅錠坯料選定
(a)、 Cu含量》98. 22%， Cr含量0. 5 1. 2%， Zr含量:0.03 0.3%; 密度8.9 g/cm;
(b) 成品CMCl/705/563X56，規(guī)格外徑=705 mm，內(nèi)孔=563 mm，厚度 二56線
(c) 、車加工余量外徑=705 mm+13，內(nèi)孔二563 mm—13，厚度=56 mm + 12，
熱鍛尺寸外徑-665mm，內(nèi)孔=520 mm，厚度=83 mm; 冷鍛尺寸外徑=718 mm，內(nèi)孔=550 mm，厚度二68 mm; 根據(jù)絡(luò)鋯銅錠坯料重量計算公式為106Kg。
檢驗(yàn)每批采購的鉻鋯銅化學(xué)成分，核對質(zhì)保書，合格后方可入庫。
2、 熱鍛工藝
a) 使用的設(shè)備為750kg空氣鍾，TD800環(huán)鍛機(jī)，反射加熱爐，輔助夾具， 鋼尺，卡尺。
b) 將鉻鋯銅錠坯料加入反射加熱爐，爐內(nèi)溫度升溫至96(TC，加熱到970 °C，保溫O. 8小時；
c) 先將鉻鋯銅錠坯料在空氣錘上鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔后，再將坯料套在環(huán)
鍛機(jī)的芯棒上環(huán)鍛到端環(huán)的熱鍛尺寸
外徑二665 mm，內(nèi)孔二520 mm，厚度=83 mm;
d) 鍛件自然冷卻；
熱鍛檢驗(yàn)加熱溫度，1次/爐；表面質(zhì)量，目測；幾何尺寸，按工藝卡 按工藝卡片抽檢2 5件。
3、固溶處理工藝設(shè)備200Kw箱式電爐，冷卻水槽；
將經(jīng)熱鍛的銅環(huán)鍛件加入電爐，電爐溫度設(shè)定在95(TC，保溫45分后出 爐水淬；冷卻水槽中冷卻溫度8(TC，冷卻時間25分。
固溶處理檢驗(yàn)每爐須記錄加熱溫度和保溫時間。
5、冷鍛工藝設(shè)備2000kg空氣鍾，輔助夾具，鋼尺，卡尺。將經(jīng)固
溶處理的銅環(huán)鍛件冷鍛約75 85%，冷鍛至鍛件時效處理所需尺寸-夕14$=718 mm，內(nèi)孑匕=550 mm，厚度=67 mm;
冷鍛檢驗(yàn)表面質(zhì)量，目測；幾何尺寸，按工藝卡片抽檢2 5件。
6、 時效處理設(shè)備200Kw箱式電爐。
將冷鍛后的端環(huán)鍛件裝入電爐，溫度設(shè)定在工藝溫度，加熱到450°C，
再保溫約3小時，出爐后自然冷卻；表面硬度》110HB;導(dǎo)電率》43m/ 0 mm2 o
檢驗(yàn)每爐須記錄加熱溫度和保溫時間；檢測端環(huán)表面硬度和導(dǎo)電率(l 2只/每爐)。
7、 車加工
設(shè)備CW62110、 CA6266
(a)、用四抓卡盤夾緊端環(huán)內(nèi)孔并校圓，粗車端面，粗車外圓并留lmm 余量；(b)、調(diào)面，夾緊外圓，粗車端面和內(nèi)孔；再精車內(nèi)孔到圖紙尺寸 O563±0. 50;
(C)、調(diào)面，夾住內(nèi)孔，精車端面和外圓到圖紙要求，經(jīng)檢驗(yàn)為成品
CMCl/705/563X56。
車加工檢驗(yàn)車加工幾何尺寸，按工藝卡片抽檢2 5件。
9、 探傷100%檢驗(yàn)。
10、 成品檢驗(yàn)幾何尺寸按圖紙100%檢驗(yàn)；導(dǎo)電率》43m/Q 'mm2 : 100%檢驗(yàn)。硬度^110HB: 100%檢驗(yàn)。
其力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度^360MPa，屈服強(qiáng)度》270MPa，延伸率》15Q^， 硬度》11Q HB。
權(quán)利要求
1、一種鉻鋯銅環(huán)的加工方法，其特征是采用以下工藝步驟(1)、原材料選用鉻鋯銅錠坯料經(jīng)車加工至熱鍛所需尺寸；(2)、熱鍛工藝(a)、將經(jīng)車加工的鉻鋯銅錠坯料加入反射加熱爐內(nèi)，爐內(nèi)溫度升溫至930～980℃，加熱到950～985℃，保溫0.8～1.2小時；(b)、鍛造工藝將熱鍛后的坯料經(jīng)鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔到端環(huán)的熱鍛尺寸；(c)、鍛件自然冷卻；(3)、固溶處理工藝將經(jīng)熱鍛的銅環(huán)鍛件加入電爐，電爐溫度設(shè)定在950～980℃，保溫45分～1.5小時后出爐放在冷卻水槽中冷卻；冷卻水槽中冷卻溫度60～90℃，冷卻時間15～30分；(4)、冷鍛工藝將經(jīng)固溶處理的銅環(huán)鍛件冷鍛至鍛件時效處理所需尺寸；(5)、時效處理工藝將冷鍛后的端環(huán)鍛件裝入電爐，溫度設(shè)定在450～470℃，加熱到設(shè)定溫度470℃，再保溫約3～4小時，出爐后自然冷卻；表面硬度≥110HB；導(dǎo)電率≥43m/Ω·m；(6)、車加工工藝(a)、用四抓卡盤夾緊端環(huán)內(nèi)孔并校圓，粗車端面，粗車外圓并留余量；(b)、調(diào)面，夾緊外圓，粗車端面和內(nèi)孔；再精車內(nèi)孔到圖紙尺寸；(c)、調(diào)面，夾住內(nèi)孔，精車端面和外圓到圖紙要求，經(jīng)檢驗(yàn)為成品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉻鋯銅環(huán)的加工方法，其特征在于所述的 鉻鋯銅錠坯料元素標(biāo)準(zhǔn)Cu>98. 22%， Cr: 0. 5 1. 2%， Zr: 0. 03 0.3%; 密度8.9 g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉻鋯銅環(huán)的加工方法，具體地說鉻鋯銅環(huán)與轉(zhuǎn)子銅導(dǎo)條焊接組成鼠籠式轉(zhuǎn)子，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)、高速列車牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)子兩端的短路環(huán)，屬于熱加工技術(shù)領(lǐng)域。其包括下列步驟原材料選用鉻鋯銅錠坯料，經(jīng)熱鍛、固溶處理、冷鍛、時效處理、車加工等工藝、最后檢驗(yàn)/包裝為成品。本發(fā)明導(dǎo)電性好，可滿足電機(jī)的承載力；機(jī)械性能高、耐磨、耐熱，可在400℃以下工作，從而提高了電機(jī)的可靠性，并且能延長電機(jī)使用壽命。
文檔編號B23P23/04GK101602166SQ200910032388
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者殷建偉 申請人:無錫通偉電力設(shè)備有限公司