大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無縫管件制造工藝技術領域，尤其涉及一種異型截面接頭銅管的制造工藝方法。
【背景技術】
[0002]近年來，大型汽輪發(fā)電機組越來越多的投入電網(wǎng)運行，已經(jīng)成為發(fā)電行業(yè)的主要發(fā)電方式之一，對于滿足經(jīng)濟和社會不斷發(fā)展的能源需求具有重要意義。
[0003]類似產(chǎn)品以空拉成外方內方銅管為主，產(chǎn)品表面粗糙，尺寸偏差大，材質疏松，導致空心銅導線內表面因表面粗糙而容易產(chǎn)生結垢，影響導線銅管內冷卻介質的流速，尺寸偏差大，材質疏松更會使接頭銅管因承受不了冷卻介質的壓力而產(chǎn)生泄漏。
[0004]根據(jù)統(tǒng)計，由于大型汽輪發(fā)電機轉子繞組用空心接頭銅管泄漏而影響整臺大型汽輪發(fā)電機正常運行、甚至整臺機組報廢的故障是汽輪發(fā)電機組故障中的重要一種。因此，如何制造精度高，表面光滑及性能優(yōu)越的接頭銅管，以保證大型汽輪發(fā)電機組的正常運行和延長其使用壽命就顯得日益重要。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法，以解決現(xiàn)有銅管加工精度低、表面粗糙以及材質疏松的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0007]—種大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法，包括以下步驟:
[0008]步驟S1:電解銅，將銅電解提純；
[0009]步驟S2:熔鑄，將提純的銅熔融制成銅錠；
[0010]步驟S3:擠壓成型管坯，將銅錠經(jīng)大噸位水封擠壓方式制得銅管管坯；
[0011]步驟S4:軋制管坯，細化銅管的管坯晶粒，并消除顯微組織的缺陷；
[0012]步驟S5:過渡拉伸，過渡拉伸形成大直徑銅管；
[0013]步驟S6:成品拉伸，將大直徑銅管的兩端拉伸成小直徑銅管段，且形成錐面過渡連接段的成品件；
[0014]步驟S7:熱處理，將成品件脫脂真空退火；
[0015]形成異型截面接頭銅管。
[0016]優(yōu)選地，在所述擠壓成型管坯的步驟中，控制穿孔針穿孔位移，使擠出銅管前端封閉，在完全擠出之前收回穿孔針，以獲得兩端封閉的擠壓管坯。
[0017]優(yōu)選地，在所述擠壓成型管坯的步驟中，銅管擠出過程通過水封裝置，使得銅管完全處于冷卻水中，隔絕與空氣接觸而阻止了表面氧化，保證獲得內外表面光潔、無氧化皮夾雜的擠壓管還。
[0018]優(yōu)選地，在所述過渡拉伸的步驟中，采用過渡拉伸外模和游動芯頭配合經(jīng)I道次或多道次的拉伸，形成過渡拉伸件，該拉伸外模和游動芯頭的幾何形狀與管件的內、外形一樣，拉伸系數(shù)為1.8至2.0。
[0019]優(yōu)選地，在所述成品拉伸的步驟中，采用成品拉伸外模和游動芯頭配合經(jīng)I道次拉伸縮小直徑形成兩端小直徑，并形成具有錐面過渡連接段的成品件，該拉伸外模和游動芯頭的幾何形狀與管件的內、外形一樣，拉伸系數(shù)為1.8至2.0。
[0020]如上所述，本發(fā)明的大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法，將經(jīng)過大噸位水封擠壓方式制得銅管管坯，經(jīng)軋制后的軋制銅管，再經(jīng)過渡拉伸，形成大直徑銅管；后經(jīng)成品拉伸，將大直徑銅管的兩端拉伸成小直徑銅管段，且形成錐面過渡連接段的成品件，最后將成品件進行脫脂真空退火以形成具有精度高、內外表面光滑且力學性能優(yōu)越的接頭銅管。
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明；
[0022]圖1為本發(fā)明的異型截面接頭銅管的制造工藝流程圖SI至S7。
【具體實施方式】
[0023]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0024]請結合圖1所示，其為本實施例中一種大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法的工藝流程圖，具體包括如下步驟:
[0025]步驟SI:電解銅，將銅電解提純。
[0026]步驟S2:熔鑄，采用熔煉爐進行熔融鑄造，將提純的銅熔融制成銅錠。
[0027]步驟S3:擠壓成型管坯，將銅錠經(jīng)大噸位水封擠壓方式制得銅管管坯，控制穿孔針穿孔位移，使擠出銅管前端封閉，在完全擠出之前收回穿孔針，以獲得兩端封閉的擠壓管坯；
[0028]當銅管擠出過程通過水封裝置，使得銅管完全處于冷卻水中，隔絕與空氣接觸而阻止了表面氧化，保證獲得內外表面光潔、無氧化皮夾雜的擠壓管坯；經(jīng)過大噸位擠壓機形成的管坯其材質更加緊密，生產(chǎn)的產(chǎn)品也能承受更大的壓力。
[0029]在一個實施例中，例如可以將銅鑄錠經(jīng)加熱至800至900°擠壓溫度范圍，放入擠壓筒，經(jīng)過墩粗、擠壓、穿孔形成擠壓管坯，通過控制穿孔針穿孔位移，使穿孔針不穿透鑄錠，而使擠出管坯前端封閉，另外在擠壓結束前穿孔針先行退出，使得擠出銅管后端也封閉，擠壓銅管內孔形成一個完全封閉的內腔，以防止內孔氧化和二次污染；水封裝置在銅管擠出口形成高壓的水流，既可以隔絕擠壓管在出?？谂c空氣接觸，同時該裝置又可以防止冷卻水流入擠壓模具及擠壓筒中而損壞擠壓工模具。擠壓管坯經(jīng)過水封裝置后再進入冷卻水槽對銅管進行深度冷卻。擠壓管坯在整個生產(chǎn)過程中完全與空氣隔絕，杜絕了銅管表面的氧化，保證內外表面光潔無氧化，為最終產(chǎn)品的加工創(chuàng)造了前提條件。
[0030]步驟S4:軋制管坯，細化銅管的管坯晶粒，并消除顯微組織的缺陷，從而使得鋼材組織密實，力學性能得到改善，也即在沿軋制方向上，使得銅管坯在一定程度上不是各向同性體，在熔鑄工藝步驟中，產(chǎn)生的氣泡、裂紋以及組織疏松，也可以在高溫和壓力下被焊合。
[0031]步驟S5:過渡拉伸，采用過渡拉伸外模和游動芯頭配合形成大直徑銅管的過渡拉伸件，具體地，將拉伸外模固定在模座上，拉伸驅動裝置的芯桿連接游動芯頭，將其伸入拉伸外模適當?shù)奈恢?，若伸入過深，會增加拉伸阻力進而拉斷管坯；若伸入過淺，易造成空拉現(xiàn)象，使得內徑尺寸和內表面光潔度無法達到合格標準。拉伸裝置的液壓系統(tǒng)啟動進行拉伸，拉伸至預定長度，拉伸裝置中的活塞桿停止，拔出芯桿和過渡拉伸件，活塞桿復位，進入下道拉伸工序，其中拉伸系數(shù)可設定為1.8至2.0，一般周長縮減率達到15%至20%。
[0032]步驟S6:成品拉伸，將大直徑銅管的兩端拉伸成小直徑銅管段，且形成錐面過渡連接段的成品件，其中采用成品拉伸外模和游動芯頭配合縮小直徑拉伸形成兩端小直徑的成品件，拉伸系數(shù)為1.8至2.0。
[0033]本發(fā)明中的接頭銅管是一種厚壁管，D/S比值很小，其比值介于3.0至4.0，當游動芯頭拉伸時，管坯在空拉區(qū)位置時銅管壁厚就已經(jīng)減薄，導致管坯在定徑區(qū)不能完全接觸到游動芯頭定徑段，造成銅管無法滿足游動芯頭拉伸條件，銅管的幾何尺寸不能達到設計的要求。通過采用大模角長斜面結構的外模，外模的模角15°至16° ;配合長斜面的游動芯頭，游動芯頭模角11°，斜面長度大于10_，外模與游動芯頭夾角4°至5°，大于傳統(tǒng)2°至3°夾角的拉伸工藝，在超小D/S比值的導線連接管拉伸時，能有效減少拉伸過程中空拉區(qū)的距離，避免管坯壁厚減薄，拉伸工藝能滿足游動芯頭拉伸條件，并確保產(chǎn)品的幾何尺寸達到設計要求，為獲得高精度尺寸的銅管提供了保證。
[0034]步驟S7:熱處理，將成品件脫脂真空退火，所述真空退火溫度可達到500°C，經(jīng)過上述制造工藝步驟，可以得到外方內方的厚壁異型截面接頭銅管。
[0035]本發(fā)明的大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法，將經(jīng)過大噸位水封擠壓方式制得銅管管坯，經(jīng)軋制后的軋制銅管，再經(jīng)過渡拉伸，形成大直徑銅管；后經(jīng)成品拉伸，將大直徑銅管的兩端拉伸成小直徑銅管段，且形成錐面過渡連接段的成品件，最后將成品件進行低溫脫脂退火形成具有精度高、內外表面光滑且力學性能優(yōu)越的接頭銅管。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具有高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0036]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【主權項】
1.一種大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S1:電解銅，將銅電解提純； 步驟S2:熔鑄，將提純的銅熔融制成銅錠； 步驟S3:擠壓成型管坯，將銅錠經(jīng)大噸位水封擠壓方式制得銅管管坯； 步驟S4:軋制管坯，細化銅管的管坯晶粒，并消除顯微組織的缺陷； 步驟S5:過渡拉伸，過渡拉伸形成大直徑銅管； 步驟S6:成品拉伸，將大直徑銅管的兩端拉伸成小直徑銅管段，且形成錐面過渡連接段的成品件； 步驟S7:熱處理，將成品件脫脂真空退火； 形成異型截面接頭銅管。
2.根據(jù)權利要求1所述的異型截面接頭銅管的制造工藝方法，其特征在于，所述擠壓成型管坯的步驟中，控制穿孔針穿孔位移，使擠出銅管前端封閉，在完全擠出之前收回穿孔針，以獲得兩端封閉的擠壓管坯。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的異型截面接頭銅管的制造工藝方法，其特征在于，所述擠壓成型管坯的步驟中，銅管擠出過程通過水封裝置，使得銅管完全處于冷卻水中，隔絕與空氣接觸而阻止了表面氧化，保證獲得內外表面光潔、無氧化皮夾雜的擠壓管坯。
4.根據(jù)權利要求1所述的異型截面接頭銅管的制造工藝方法，其特征在于，在所述過渡拉伸的步驟中，采用過渡拉伸外模和游動芯頭配合經(jīng)I道次或多道次的拉伸，形成過渡拉伸件，該拉伸外模和游動芯頭的幾何形狀與管件的內、外形一樣，拉伸系數(shù)為1.8至2.0。
5.根據(jù)權利要求1所述的異型截面接頭銅管的制造工藝方法，其特征在于，在所述成品拉伸的步驟中，采用成品拉伸外模和游動芯頭配合經(jīng)I道次拉伸縮小直徑形成兩端小直徑，并形成具有錐面過渡連接段的成品件，該拉伸外模和游動芯頭的幾何形狀與管件的內、外形一樣，拉伸系數(shù)為1.8至2.0。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型汽輪發(fā)電機轉子用異型截面接頭銅管的制造工藝方法，將經(jīng)過大噸位水封擠壓方式制得銅管管坯，經(jīng)軋制后的軋制銅管，再經(jīng)過渡拉伸，形成大直徑銅管，后經(jīng)成品拉伸，將大直徑銅管的兩端拉伸成小直徑銅管段，且形成錐面過渡連接段的成品件，最后將成品件進行脫脂真空退火以形成具有精度高、內外表面光滑且力學性能優(yōu)越的接頭銅管。
【IPC分類】B23P15-00
【公開號】CN104625594
【申請?zhí)枴緾N201310566911
【發(fā)明人】張家平, 楊章輝, 袁頻頻
【申請人】上海飛輪有色新材料股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月14日