本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種槽楔銅合金液態(tài)過(guò)濾凈化鑄造裝置及加工工藝，由鑄造裝置和過(guò)濾凈化裝置組成，過(guò)濾凈化裝置設(shè)置在鑄錠下部，由澆杯、垂直澆杯底部的直澆道、水平設(shè)置的橫澆道和垂直鑄錠底部的內(nèi)澆道連通組成；直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的截面積之比為：１∶１．６５～１．７８∶１．４５～１．５５。將不同成分的槽楔銅合金在中頻感應(yīng)爐中熔煉后澆入澆杯中，從直澆道沖入其底部凹坑，流注入橫澆道的前端；浮在銅液面上比重較輕的浮渣以及形成的夾雜上浮集中到暗集渣包內(nèi)，銅液依次經(jīng)第一道陶瓷濾網(wǎng)、第二道陶瓷濾網(wǎng)和第三道陶瓷濾網(wǎng)的網(wǎng)孔過(guò)濾后經(jīng)內(nèi)澆道注入鑄錠鐵模內(nèi)鑄造成形。本發(fā)明專利技術(shù)成品合格率達(dá)到８５％以上，降低了合金的制造成本。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及高性能要求的大功率汽輪發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵構(gòu)件轉(zhuǎn)子(軸)槽楔銅合金的制造 裝置，尤其涉及其液態(tài)過(guò)濾凈化鑄造裝置及液態(tài)過(guò)濾凈化鑄造的加工工藝。
技術(shù)介紹
汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔銅合金要用高強(qiáng)度高傳導(dǎo)性的銅合金制造，它的作用是鑲嵌在巨 大汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(軸)表面的縱向槽的上口部位，以壓緊槽內(nèi)的勵(lì)磁繞組導(dǎo)線和絕緣體， 其工作條件惡劣，要承受轉(zhuǎn)子以3000轉(zhuǎn)/分及其以上的速度高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生巨大離心力的作 用。為了防止甩脫，釀成重大安全事故，它必須有高的強(qiáng)度和塑性；要有高的電、熱傳 導(dǎo)性，這是因它們?cè)陔娏鳟a(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，特別是發(fā)電機(jī)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)， 在轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生較大的感應(yīng)電流通過(guò)槽楔銅合金表面時(shí)，使其溫度迅速升高，使其綜合性 能降低；它們?cè)陂L(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，表面經(jīng)受高速、高壓、高溫蒸氣流的沖刷和腐蝕。 對(duì)300—1000MW大功率汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子槽楔銅合金除要滿足優(yōu)良的綜合力學(xué)性能要求 外，還必須具有耐高速、高溫、高壓氣流的沖蝕，要保證這些性能要求，必須保證合金內(nèi) 部成分均勻、組織致密，嚴(yán)格控制內(nèi)部微觀缺陷的形成，不允許內(nèi)部存在微小的氣孔、疏 松、裂紋、夾雜、夾渣等缺陷存在。槽楔銅合金要經(jīng)數(shù)十道工序的冷、熱加工，尤其合金 在鑄造過(guò)程中形成的夾雜、夾渣和超過(guò)一定尺寸的化合物，在后續(xù)的加工過(guò)程中不能得到 大的改善和消除將發(fā)展成為微裂紋源，疲勞斷裂源和腐蝕、點(diǎn)蝕源，不僅影響材料的致密 性，而且降低合金的綜合性能，成為價(jià)值昂貴的發(fā)電機(jī)組的重大隱患。公開(kāi)號(hào)為CN2550092Y、名稱為"鑄造定量過(guò)濾澆口杯"的專利公開(kāi)了一種澆注裝置， 其過(guò)濾網(wǎng)放置在澆口杯的底部，對(duì)鐵水過(guò)濾凈化；該裝置的缺陷是過(guò)濾不徹底，懸浮物和 夾渣不能完全清除。申請(qǐng)?zhí)枮?00510123011.乂，名稱為"大容量汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子銅合金槽 楔及其制備方法"的專利采用底注開(kāi)放式澆注系統(tǒng)，但并未對(duì)該底注開(kāi)放式澆注系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)作詳細(xì)公開(kāi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了 一種制造槽楔銅合金液態(tài)過(guò)濾凈化鑄 造裝置及其加工工藝，可使銅合金液得到進(jìn)一步凈化，減少銅合金的疲勞斷裂和應(yīng)力腐蝕 斷裂源，提高銅合金的綜合性能。本專利技術(shù)裝置采用的技術(shù)方案是由鑄造裝置和過(guò)濾凈化裝置組成，鑄造裝置包括鑄 錠、冒口和鑄錠，過(guò)濾凈化裝置設(shè)置在鑄錠下部，過(guò)濾凈化裝置由澆杯、垂直澆杯底部的直澆道、水平設(shè)置的橫澆道和垂直鑄錠底部的內(nèi)澆道連通組成。直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道 的截面積之比為1: 1.65 1.78: 1.45 1.55。在橫澆道前端設(shè)置一個(gè)暗集渣包，在暗集渣包后依次設(shè)置三道陶瓷濾網(wǎng)在橫繞道上； 其中第二道陶瓷濾網(wǎng)的網(wǎng)孔小于第一道陶瓷濾網(wǎng)的網(wǎng)孔，第三道陶瓷濾網(wǎng)的網(wǎng)孔小于第二 道陶瓷濾網(wǎng)的網(wǎng)孔。本專利技術(shù)加工工藝方法為A、 將不同成分的槽楔銅合金在中頻感應(yīng)爐中熔煉后澆入澆杯中，從直澆道沖入其底 部凹坑，流注入橫澆道的前端；B、 浮在銅液面上比重較輕的浮渣以及形成的夾雜上浮集中到暗集渣包內(nèi)，c、銅液依次經(jīng)第一道陶瓷濾網(wǎng)、第二道陶瓷濾網(wǎng)和第三道陶瓷濾網(wǎng)的網(wǎng)孔過(guò)濾后經(jīng)內(nèi)澆道注入鑄錠鐵模內(nèi)鑄造成形。 本專利技術(shù)的有益效果是-1、 本專利技術(shù)適用多種高強(qiáng)度高導(dǎo)電性的槽楔銅合金的凈化處理，特別適用于含化學(xué)特 性活潑，在高溫烙煉中易氧化形成夾雜、夾渣和超過(guò)一定尺寸的化合物的銅合金，銅合金 經(jīng)過(guò)三道不同孔隙率的陶瓷過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾凈化，合金內(nèi)部的氧化物、夾雜物、夾渣得到有效 的控制，合金的綜合性能得到顯著的提高。2、 本專利技術(shù)銅合金液經(jīng)凈化處理后，內(nèi)部的疏松、夾雜、夾渣等微觀缺陷大為減少，合金冷熱壓力加工性能提高，微裂紋發(fā)生得到有效控制，特別是在經(jīng)超聲波嚴(yán)格探傷的合格率得到顯著提高，使成品合格率達(dá)到85%以上，合金的制造成本大為降低。 附圖說(shuō)明下面通過(guò)附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本專利技術(shù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1中第一道陶瓷濾網(wǎng)5的正視圖3是圖1中第二道陶瓷濾網(wǎng)6的正視圖4是圖1中第三道陶瓷濾網(wǎng)7的正視圖。具體實(shí)施例方式如圖1所示，本專利技術(shù)由鑄造裝置和過(guò)濾凈化裝置兩部分組成。其中鑄造裝置包括鑄錠9和與鑄錠9上端連通的冒口 10。過(guò)濾凈化裝置設(shè)置在鑄錠9外部，過(guò)濾凈化裝置由澆杯 1、垂直澆杯1底部的直澆道2、水平設(shè)置的橫澆道4和垂直鑄錠9底部的內(nèi)澆道8連通 組成。直澆道2、橫澆道4和內(nèi)澆道8的截面之比為1: 1.65 1.78: 1.45 1.55。在橫 澆道4前端設(shè)置一個(gè)暗集渣包3，在暗集渣包3后依次設(shè)置三道陶瓷濾網(wǎng)5、 6、 7在橫澆道4上。如圖2 4所示，三道陶瓷濾網(wǎng)中的第二道陶瓷濾網(wǎng)6的網(wǎng)孔小于第一道陶瓷濾 網(wǎng)5的網(wǎng)孔，第三道陶瓷濾網(wǎng)7的網(wǎng)孔小于第二道陶瓷濾網(wǎng)6的網(wǎng)孔。具體是第一道陶 瓷濾網(wǎng)5的孔隙率為78% 88%、第二道陶瓷濾網(wǎng)6的孔隙率為65% 75%、第三道陶瓷濾 網(wǎng)為7的孔隙率為65% 75%。本專利技術(shù)的銅合金液態(tài)過(guò)濾凈化鑄造加工工藝方法是將不同成分的槽楔銅合金在中 頻感應(yīng)爐中熔煉后澆入澆杯1中，澆注過(guò)程中，銅液按圖1中箭頭所指的方向從直澆道2 沖入底部凹坑，流注入橫澆道4的前端，向上翻騰，此時(shí)浮在銅液面上比重較輕的浮渣以 及形成的夾雜上浮集中到暗集渣包3內(nèi)，使在銅液中的浮渣、夾雜不堵塞第一道陶瓷濾網(wǎng) 5的網(wǎng)孔；銅液通過(guò)第二道陶瓷濾網(wǎng)6和第三道陶瓷濾網(wǎng)7過(guò)濾后經(jīng)內(nèi)澆道8注入鑄錠9 內(nèi)，此過(guò)程中，銅液先經(jīng)過(guò)孔徑比較大的第一道陶瓷濾網(wǎng)5使尺寸較大的浮渣和夾雜得到 阻擋和過(guò)濾，再經(jīng)較細(xì)小的第二道陶瓷濾網(wǎng)6，使銅液得到過(guò)濾網(wǎng)吸附凈化，最后通過(guò)孔 徑更細(xì)小的和第三道陶瓷濾網(wǎng)7，使銅液再次過(guò)濾凈化，流入鑄錠9鐵模內(nèi)鑄造成形。經(jīng) 超聲波探傷該槽楔銅合金的合格率由原來(lái)的30%左右提高到85%以上。下面通過(guò)3個(gè)實(shí)施例再詳細(xì)描述本專利技術(shù)。 實(shí)施例1:參照?qǐng)Dl，將液態(tài)槽楔銅合金采用非真空中頻感應(yīng)爐熔煉后澆入澆杯l中，澆注裝置 中的直澆道2、橫澆道4和內(nèi)澆道8的截面積比例為1: 1.65: 1.45，設(shè)第一道陶瓷濾網(wǎng) 5的的孔隙率為78%，第二道陶瓷濾網(wǎng)6的孔隙率為65%，第三道陶瓷濾網(wǎng)7的孔隙率為 60%。銅液從澆杯1通過(guò)直澆道2，使熔渣和夾雜物上浮流入橫澆道4前端時(shí)，上浮集中到 暗集渣包3，銅液再經(jīng)過(guò)三道陶瓷濾網(wǎng)的過(guò)濾和吸附，流入鑄錠9鐵模內(nèi)鑄造成形，經(jīng)超 聲波探傷槽楔銅合金的合格率達(dá)到85%。 實(shí)施例2:將液態(tài)槽楔銅合金采用非真空中頻感應(yīng)爐熔煉后澆入燒杯1中，澆注裝置中的直澆道2、橫澆道5和內(nèi)澆道8的截面比例為1: 1.70: 1.50，設(shè)第一道陶瓷濾網(wǎng)5的孔隙率為83%，第二道陶瓷濾網(wǎng)6的網(wǎng)的孔隙率為69%，第三道陶瓷濾網(wǎng)7的孔隙率為57%。銅液從 澆杯1通過(guò)直澆道2，使熔渣和夾雜物上浮流入橫澆道4前端時(shí)，上浮集中到暗集渣包3， 銅液再經(jīng)過(guò)三道陶瓷濾網(wǎng)的過(guò)濾和吸附，流入鑄錠9鐵模內(nèi)鑄造成形，鑄錠成材率高，與 不經(jīng)濾網(wǎng)凈化銅合金比，力學(xué)性能顯著提高，超聲波探傷合格率為90%。 實(shí)施例3:將液態(tài)槽楔銅合金采用非真空中頻感應(yīng)爐熔煉后澆入燒杯1中，澆注裝置中的直澆道 2、橫澆道5和內(nèi)澆道8的截面比例為1: 1.78: 1.55,設(shè)第一道陶瓷濾網(wǎng)5的孔隙率為88%,第二道陶瓷濾網(wǎng)6的孔隙率為75%，第三道陶瓷濾網(wǎng)7的孔隙率為55%。銅液從澆杯 l通過(guò)直澆道2，使熔本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種槽楔銅合金液態(tài)過(guò)濾凈化鑄造裝置，由鑄造裝置和過(guò)濾凈化裝置組成，鑄造裝置包括鑄錠（９）和冒口（１０），其特征是：過(guò)濾凈化裝置設(shè)置在鑄錠（９）外部，過(guò)濾凈化裝置由澆杯（１）、垂直澆杯（１）底部的直澆道（２）、水平設(shè)置的橫澆道（４）和垂直鑄錠（９）底部的內(nèi)澆道（８）連通組成，直澆道（２）、橫澆道（４）和內(nèi)澆道（８）的截面積之比為：１∶１．６５～１．７８∶１．４５～１．５５。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝春生，孫爰俊，金云學(xué)，遲永強(qiáng)，孫景明，王冀恒，李惠，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：32[中國(guó)|江蘇]
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