蒸燃聯(lián)合循環(huán)機組主汽閥、中壓再熱閥的加工分析

蒸燃聯(lián)合循環(huán)機組主汽閥、中壓再熱閥的加工分析1、立項背景

GE公司產(chǎn)品GHQ01是蒸燃聯(lián)合循環(huán)機組，其中GHQ01.301/306Z主汽閥、中壓再熱閥是首次國產(chǎn)化制造。該部套圖紙的技術(shù)要求和規(guī)范同我公司要求不同，尤其材料特殊，更是首次遇到。要順利地加工出該零件，并滿足圖樣的要求，需要解決工藝總體方案、特殊刀具試驗加工及采用合理的工藝加工參數(shù)，所以，申請立項開展了加工試驗研究。2、研制的內(nèi)容

GHQ01產(chǎn)品中的主汽閥桿和調(diào)節(jié)閥桿、汽封套筒等工件，采用的材料就是高溫合金GH901，是典型的難加工材料。

2.1、GH901的化學(xué)成分(見表1)

GH901是以Fe-43Ni-12Cr為基體，參加鈦、鋁及鉬等強化元素的奧氏體型時效硬化合金，該合金在650℃以下具有較高的屈服強度和持久強度，760℃以下抗氧化性良好，長期使用組織穩(wěn)定。

表1CH901化學(xué)成分

2.2、GH901的力學(xué)特性

常溫下，經(jīng)過毛坯性能熱處理之后，Rm≥1035N/mm2，硬度HB302-388。

參數(shù)引自B/HJ813-20**《GH901合金型材毛坯技術(shù)條件》。

2.3、GH901的加工特性

(1)塑性好、韌性大，加工韌性強，高溫強度高，切削大，切削溫度高。刀具的刀尖邊界磨損極其嚴(yán)重，副后刀面的溝紋磨損也極易發(fā)生。

(2)強化元素含量高，在合金中形成大量研磨性很強的金屬碳化物、金屬間化合物等硬質(zhì)點，對刀具有強烈的擦傷作用。

(3)切屑與前刀面粘結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，極易產(chǎn)生積屑瘤，從而降低加工表面質(zhì)量和刀具的切削性能，而且容易造成刀具表面脫落。

(4)導(dǎo)熱性差，導(dǎo)熱系數(shù)約為45鋼的1/2～1/5，故切削溫度高，切削刃在高溫下磨損嚴(yán)重，甚至喪失切削性能。

(5)切屑不易卷曲和折斷，容易發(fā)生纏繞工件和刀具，從而引起打刀。尤其是對封閉及半封閉容屑的孔加工、切斷等，容易造成切屑堵塞，從而降低加工表面質(zhì)量和產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象。

2.4、工件的加工難點

汽封套筒：內(nèi)孔的鉆、鏜加工比較困難，包括鉆頭的材料選擇、合適的直徑都很關(guān)鍵。另外，要提供內(nèi)孔鏜桿，連續(xù)鏜孔的難度較大。

主汽、調(diào)節(jié)閥桿：連續(xù)車削外圓，保證良好的表面光潔度和直線度，防止變形量過大是最大的難點。3、創(chuàng)新點

由于材質(zhì)GH901的特殊性質(zhì)，滲氮厚度很淺，氮化后不允許去除金屬。套筒、閥桿均改變了我公司以往多年的成型工藝加工模式，去掉了在氮化之后的精磨工序，同時還要保證圖樣的技術(shù)要求。4、工藝試驗的技術(shù)方案

汽封套筒的要求如圖1。

工藝流程如圖2。

主要難度在固溶處理之后的粗車，工藝要求如下：粗車外圓、端面、總長，每面留3mm余量，內(nèi)孔車至Ф70。

切削參數(shù)：

單面余量>4mm時：f=0.1mm/r，ap0.5mm時：f=0.1mm/r，ap單面余量>0.2mm時：f=0.1mm/r，ap<0.10mm，v=0.642m/s

單面余量<0.2mm時：f=0.1mm/r，ap<0.05mm，v=0.642m/s

滲氮前磨削參數(shù)：

v砂輪=35m/s，ap=0.01～0.05mm，v工件=0.333～0.667m/s。

在每道工序之后，將工件保持垂直懸掛在存放架上。在工件的轉(zhuǎn)運和在不同廠房之間運輸時，采用了轉(zhuǎn)運器具。這些手段可以有效地防止工件產(chǎn)生不必要的變形。

經(jīng)過試驗加工，完全滿足了圖樣的技術(shù)要求，證明該工藝方案是成功的。5、經(jīng)濟效益

采用了簡單實用的設(shè)備和工具，加工出難加工高

溫合金材料GH901閥桿和套筒，保證了工件的精度要求。接長鉆采用價格低廉的國產(chǎn)鋁高速鋼材料W6Mo5Cr4V2Al，車刀采用國產(chǎn)牌號Y