고속모터용 단조 고정링 제조공정
단조 고정 링은 고속 전기 모터 로터의 끝 권선을 고정하는 데 사용되는 중요한 회전 부품입니다. 작동 중에 고정 링은 치수 안정성, 낮은 자기 반응 및 안정적인 기계적 성능을 유지하면서 상당한 원심력을 견뎌야 합니다. 이러한 요구 사항으로 인해 재료 선택, 단조 제어, 냉간 변형 및 검사가 특히 중요해졌습니다.
대표적인 고속 모터 응용 분야
대표적인 20MW 고속 모터 고정 링은 약 5,200r/min의 회전자 속도로 작동합니다. 이러한 유형의 응용 분야에서 링은 로터 끝에서 생성된 원심 하중을 견디고 끝 권선 어셈블리를 보호하는 데 도움이 되어야 합니다. 프로젝트에서 높은 항복 강도와 낮은 투자율이 필요한 경우 1Mn18Cr18N과 같은 고강도 비자성 오스테나이트 합금을 지정할 수 있습니다.
최종 기술 요구 사항은 항상 고객의 도면, 재료 사양 및 검사 계약을 따라야 합니다. 공개된 한 엔지니어링 사례에서 리테이닝 링에는 1,070 MPa 이상의 항복 강도, 제어된 투자율, 낮은 잔류 응력 및 완성된 부품의 초음파 검사가 필요했습니다.
기존 열처리로는 충분하지 않은 이유
실온에서 1Mn18Cr18N은 많은 합금강을 강화하는 데 일반적으로 사용되는 상 변태가 없는 오스테나이트 재료입니다. 따라서 기존의 열처리만으로는 필요한 기계적 강도 증가를 제공할 수 없습니다. 제조 경로는 열간 단조, 용체화 처리 및 유압 냉간 팽창 강화를 결합합니다.
일반적인 제조 경로
일반적인 프로세스 경로에는 다음이 포함됩니다.
용해 및 잉곳 준비
가열 및 열간 단조
거친 가공
용체화 열처리
강화 전 정밀 가공
유압식 냉팽창 강화
응력 완화 열처리
기계 및 야금 테스트
최종 가공 및 비파괴 테스트
포장 및 배송
모든 프로젝트에는 고유한 프로세스 매개변수가 필요합니다. 단조치수, 가공공차, 변형률, 열처리곡선은 소재, 마감치수, 성능목표에 따라 설정되어야 합니다.
열간 단조 제어
1Mn18Cr18N의 망간, 크롬 및 질소 함량이 높기 때문에 열간 단조 중에 재료가 표면 균열에 민감해질 수 있습니다. 단조 엔지니어는 온도, 패스당 감소율 및 공급을 신중하게 관리해야 합니다. 제어되고 상대적으로 가벼운 변형 단계는 사운드 링 블랭크를 개발하는 동시에 표면 손상을 줄이는 데 도움이 됩니다.
프로젝트 사양에 따라 청결도 및 내부 품질이 향상되어야 하는 경우 일렉트로슬래그 재용해를 통해 출발 물질을 준비할 수 있습니다. 그런 다음 단조된 블랭크는 후속 열처리 및 냉간 팽창에 필요한 치수로 거칠게 가공됩니다.
용체화 열처리
용체화 처리는 합금을 고온 단상 영역으로 가열하여 탄화물이 오스테나이트 매트릭스에 용해되도록 합니다. 급속 냉각은 보다 균일하고 안정적인 오스테나이트 구조를 얻는 데 도움이 됩니다. 이 처리는 인성, 내부식성 및 나중에 냉간 변형 강화에 대한 재료의 반응을 지원합니다.
유압식 냉팽창 강화
유압 팽창은 핵심 강화 단계입니다. 가공된 링은 성형 툴링과 함께 배치되어 닫힌 공간을 만듭니다. 링이 제어된 방식으로 소성 팽창하도록 고압수가 도입됩니다.
공정에서는 변형률, 압력 및 치수 균일성을 제어해야 합니다. 높이 대 직경 비율이 높은 긴 링은 확장 중에 고르지 않은 프로필이나 벨 마우스 모양이 나타날 수 있습니다. 위치 지정 및 제한 장치는 필요한 형상을 유지하기 위해 압력 매개변수를 조정하는 동안 링을 안정화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
참조된 사례에서는 링 직경이 약 660mm에서 810mm로 확장되었으며, 치수 제어는 좁은 공차 내에서 유지되었습니다. 이러한 값은 특정 사례를 설명하며 보편적인 생산 매개변수로 사용되어서는 안 됩니다.
스트레스 해소 및 최종 검사
냉간 팽창으로 인해 잔류 응력이 발생합니다. 후속 응력 완화 주기는 변형을 통해 얻은 강도를 유지하면서 미세 구조를 안정화하고 잔류 응력을 줄이는 데 도움이 됩니다.
최종 품질 검증에는 인장 시험, 충격 시험, 금속 조직 검사, 자기 투과성 측정, 치수 검사 및 초음파 시험이 포함될 수 있습니다. 샘플링 위치, 허용 값 및 비파괴 테스트 기준은 고객의 기술 계약 및 프로젝트에 지정된 해당 표준을 따라야 합니다.
프로세스의 엔지니어링 가치
제조상의 과제는 단일 단조 작업이 아닙니다. 이는 재료 품질, 열간 단조, 가공, 용체화 처리, 유압 팽창, 응력 완화 및 검사를 통합적으로 제어하는 것입니다. 이러한 스테이지가 고객의 사양에 따라 개발되면 단조 리테이닝 링은 고속 회전 장비에 필요한 강도, 치수 정확도 및 내부 품질을 달성할 수 있습니다.
Jianye Metal Manufacturing Co., Ltd.는 고객 도면 및 기술 요구 사항을 기반으로 맞춤형 링 단조, 대형 단조, 샤프트 단조 및 기타 금속 단조 솔루션을 제공합니다. 모터 고정 링 또는 기타 중요한 회전 부품의 경우 구매자는 기술 검토 및 견적을 위해 재료 등급, 치수, 기계적 특성 목표, 검사 요구 사항 및 주문 수량을 제공할 수 있습니다.
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