压气机第六～十五级气缸铸造工艺研究

1、压气机第六十五级气缸铸造工艺研究摘 要：介绍了重型燃气轮机压气机第六十五级气缸铸件的消费工艺，分析了铸件消费的关键工艺技术，利用Pro-cast数值模拟仿真软件对工艺方案进展了模拟，通过采取合理的工艺措施，成功完成了铸件的消费任务并一次交检合格。关键词：重型燃气轮机；压气机；马氏体不锈钢；铸造工艺压气机是重型燃气轮机的核心铸件，燃气轮机是大功率、高性能的动力机械，广泛应用于发电、船舶动力、机械驱动等领域。有着功率密度极大、启动速度快等特点，它集中了机械制造行业所有高精尖技术，被称为装备制造业皇冠上的明珠。重型燃气轮机的制造程度是一个国家科技程度、军事实力、综合国力的重要标志之一，是关系到国家能

2、源和国防建立的重要产业。世界上只有美、英、俄、法、德、日本等几个少数兴隆国家具备独立研制燃气轮机的才能，其核心技术一直被这些国家所垄断。该工程是为了打破少数兴隆国家技术封锁，打造自主知识品牌的国家科技部“863工程。压气机第六十五级气缸铸件是压气机部件中整体铸造、整体加工的重要部件，产品质量直接影响整个机组的可靠性、平安性。1 制造关键点分析根据铸件构造和技术条件分析，该产品设计中的关键点如下：1铸件整体内在质量，特别是吊耳座及吊耳座根部的UT检测满足1级要求。2铸件整体外表质量，特别是机械加工1区域的MT检测满足1级要求。3部分无法利用冒口补缩区域如何到达UT检测要求。4铸件尺寸较大，各部分

3、受阻趋势不一致，非加工面如2300 +0-5 容易超差。5十级放气活门、吊耳座型芯的固定。2 工艺设计2.1 铸件的工艺性分析从气缸铸件的几何构造看，铸件厚大热节处很多，钢液从凝固到冷却过程中将产生很大的收缩、内应力和组织变化，极易出现变形、缩孔、缩松等缺陷，壁厚差异大且不规律，易产生粘砂、裂纹等缺陷。根据内在质量要求严和铸件的构造特点，铸件的凝固顺序确定为顺序凝固。2.2 浇注位置、分型面从有利于实现顺序凝固、充型平稳、进步消费效率等因素综合考虑，铸件的浇注位置确定为2800法兰向上，分型面在4500法兰下端面。2.3 浇注系统根据t=G/nq，V=H/t计算得出钢液上升速度为15.7mm/

4、s，根据消费实际经历和铸造手册对于上升速度的要求，确定该浇注系统的设计是合理的。2.4 收缩率根据铸件构造特点和材质，工艺设计为轴向线收缩率1.8%，径向线收缩率1.5%。2.5 工艺方案3 质保措施1由于铸件轮廓尺寸较大加之组芯造型外皮边芯头较大，芯盒轮廓尺寸将到达6m左右，为保证型芯尺寸精度，利用槽钢焊制底板骨架以保证模型的强度、平整度。2为保证型芯不变形、不开裂、不影响铸件质量，芯骨均随型研制，特别是4号芯芯骨断面尺寸到达80mm，利用加热研制，以保证4号芯的强度。3采用电弧炉+VOD双联熔炼的方案，VOD精炼由于惰性气体氩气的保护，可以减轻钢液的二次氧化。并且降低钢水中气体和非金属夹杂

5、物的含量，氢可脱除1540%，非金属夹杂物可减少50%。以保证钢液的纯洁度和铸件的性能。4型砂采用先进的酯硬化碱酚醛树脂自硬砂，以保证型芯尺寸精度、铸件外表质量、降低铸件产生皮下气孔的倾向。5为保证吊耳座部分UT探伤满足一级要求，采用内、外冷铁，铬铁矿砂激冷的方式保证组织致密。7通过Procast数值模拟仿真软件对工艺方案进展反复推演，通过对流场、温度场、应力场和微观构造的分析和实际消费经历，对工艺参数进展反复修改，确定出最优工艺方案。4 结语我公司历时5个月成功完成了重型燃气轮机气缸铸件粗加工状态交付的消费任务，在解决了一系列的技术难题后，产品各项技术指标完全满足客户要求，铸件一次交检合格。为消费高端铸件积累了珍贵的经历，得到了用户的高度肯定和赞扬，为后续消费更多高附加值铸件奠定了良好的根底。据我们所理解的情况国外兴