一種導葉連杆的熱處理方法
2023-07-17 11:10:01 2
一種導葉連杆的熱處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種導葉連杆的熱處理方法，包括以下步驟：①製備由活性碳粉、碳酸鋇和澱粉糊混合形成的產物a和產物b；②將產物b填充至導葉連杆的軸孔內，然後將產物a均勻塗覆在整個導葉連杆的外表面上，最後放入密封箱；③將密封箱放入加熱爐中加熱至200℃至250℃，保溫10分鐘，然後加熱至920℃至940℃，保溫半小時；④然後繼續升溫到1000℃，保溫半小時後預冷至850℃，從密封箱中導葉連杆進行淬火；⑤將淬火後的導葉連杆快速加熱至750℃，保溫一分鐘；⑥再重複4次步驟⑤，且每次溫度下降10℃；⑦快速加熱至650℃，保溫5分鐘後，進行油冷。
【專利說明】一種導葉連杆的熱處理方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種導葉連杆的熱處理方法，特別是一種水電站的水輪機導葉連杆的熱處理方法。
【背景技術】
[0003]水輪機導葉連杆是水電站中極為重要的一個機械構件。導水機構中控制環的操作力是通過導葉連杆傳遞到連接板、導葉臂，最終作用在導葉上，從而實現導葉的同步轉動，通過導葉開口變化實現流量變化，完成機組的調節。傳遞作用力是導葉連杆的基本功能，因此導葉連杆對材質的強度要求加大，尤其是導葉連杆上軸孔，其必須要有足夠的硬度及耐磨性能。然而這一問題並沒有得到足夠的重視，因此導葉連杆必須以頻繁的拆裝檢修來保證其正常工作。但是導葉連杆的體積大、分量重，拆裝檢修的操作上存在一定難度。作為而且水電站的整體環境相對潮溼，因此導葉連杆容易生鏽腐蝕。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是:提供一種導葉連杆的熱處理方法。它可以提高導葉連杆的材質強度，從而延長導葉連杆的使用壽命，進而減小拆裝檢修的頻率。
[0005]本發明的目的可通過下列技術方案來實現:一種導葉連杆的熱處理方法，其特點是，包括以下步驟:
①按質量份計的70份活性碳粉、5份碳酸鋇和100份澱粉糊混合後攪拌均勻，得產物a ;將按質量份計的70份活性碳粉、5份碳酸鋇和70份澱粉糊(含水率一般為70%至90%，該處百分比為質量比)混合後攪拌均勻，得產物b ;產物a較為稀軟，便於均勻塗覆，且附著力大，而產物b較為濃稠，具有一定的可塑性。
[0006]②將產物b填充至導葉連杆的軸孔內，然後將產物a均勻塗覆在整個導葉連杆的外表面上，最後放入密封箱；
③將密封箱放入加熱爐中加熱至200°C至250°C，保溫10分鐘，這10分鐘內，澱粉糊被烘乾碳化，從而可以作為滲碳的碳源；然後加熱至920°C至940°C，保溫半小時，此時活性碳原子滲入導葉連杆；
④然後繼續升溫到1000°C，保溫半小時，該過程可以使導葉連杆內的碳化物固溶並形成均勻的珠光體,預冷至850°C進行二次奧氏體化，從密封箱中導葉連杆進行淬火,淬後組織中馬氏體及碳化物的尺寸細小、馬氏體基體的碳含量及殘餘奧氏體含量較高；
⑤將淬火後的導葉連杆快速加熱至750°C，保溫一分鐘；
⑥再重複4次步驟⑤，且每次溫度下降10°C；
⑦快速加熱至650°C，保溫5分鐘後，進行油冷。步驟⑤⑥⑦可以使奧氏體分解，馬氏體中析出大量的微細碳化物，降低淬火應力，提高硬度、強韌性和承載能力，而且接觸疲勞性能相對提聞。
[0007]上述的導葉連杆的熱處理方法中，所述導葉連杆的材質為GCrl5鋼。
[0008]前述的導葉連杆的熱處理方法中，在步驟⑦後進行150°C的低溫回火，可使淬後的馬氏體中碳濃度分布更為均勻。
[0009]與現有技術相比，本發明採用生物質的澱粉糊作為載體，使活性炭和催滲劑作可以以塗覆與填充的形式固定在導葉連杆表面和軸孔內。而現有的固體滲碳技術，均是將工件埋入炭顆粒和催滲劑的混合方式，這種方式首先無法保證催滲劑在炭顆粒中的均勻度，容易出現催滲劑下滲分離，且在對於質量較大的導葉連杆來說容易出現過塌而使工件接觸，從而出現滲碳不均的現象，容易出現較大的內應力，對於工件的內凹部分很難得到很好地滲透。而本發明的方法可以將活性炭和催滲劑均勻地固化粘附在工件上，可以完全避免現有固體滲碳技術的缺陷，而且炭顆粒和催滲劑的用量也可以做到精確控制(通過塗覆厚度)。另外本發明還可以對導葉連杆的軸孔內部進行有效地滲碳。再者，本發明的發明人結合現有滲碳及熱處理技術，使滲碳和熱處理連續進行，而且經過反覆研究、試驗、總結所得出的各階段的溫度及保溫時間參數，不僅可以使熱處理結果優化，而且處理時間相對於傳統工藝更短，提高了生產效率。經過本發明處理方法處理的導葉連杆，表面滲碳層深度可達
1.2?1.5毫米，表面硬度可達HRC61?63，韌性相對於熱處理前可提高了 1.5?2倍，且軸孔耐磨性能相對於熱處理前可提高2倍以上，而且整體抗腐蝕性能可以相對得到提高。
【具體實施方式】
[0010]下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但並不作為對本發明限制的依據。
[0011]一種導葉連杆的熱處理方法，包括以下步驟:
①將按質量份計的70份活性碳粉、5份碳酸鋇和100份澱粉糊混合後攪拌均勻，得產物a ;將按質量份計的70份活性碳粉、5份碳酸鋇和70份澱粉糊混合後攪拌均勻，得產物b ；
②將產物b填充至導葉連杆的軸孔內，然後將產物a均勻塗覆在整個導葉連杆的外表面上，一般塗覆厚度為2至5毫米，最後放入密封箱；所述導葉連杆的材質為GCrl5鋼；
③將密封箱放入加熱爐中加熱至200°C至250°C，保溫10分鐘，然後加熱至920°C至9400C (優選的為930°C，)，保溫半小時；
④然後繼續升溫到100(TC，保溫半小時後預冷至850°C，從密封箱中導葉連杆進行淬火；
⑤將淬火後的導葉連杆快速加熱至750°C，保溫一分鐘；
⑥再重複4次步驟⑤，且每次溫度下降10°C；
⑦快速加熱至650°C，保溫5分鐘後，進行油冷。
[0012]⑧進行150°C的低溫回火。
【權利要求】
1.一種導葉連杆的熱處理方法，其特徵在於，包括以下步驟: ①將按質量份計的70份活性碳粉、5份碳酸鋇和100份澱粉糊混合後攪拌均勻，得產物a ;將按質量份計的70份活性碳粉、5份碳酸鋇和70份澱粉糊混合後攪拌均勻，得產物b ； ②將產物b填充至導葉連杆的軸孔內，然後將產物a均勻塗覆在整個導葉連杆的外表面上，最後放入S封箱； ③將密封箱放入加熱爐中加熱至200°C至250°C，保溫10分鐘，然後加熱至920°C至940°C，保溫半小時； ④然後繼續升溫到100(TC，保溫半小時後預冷至850°C，從密封箱中導葉連杆進行淬火； ⑤將淬火後的導葉連杆快速加熱至750°C，保溫一分鐘； ⑥再重複4次步驟⑤，且每次溫度下降10°C； ⑦快速加熱至650°C，保溫5分鐘後，進行油冷。
2.根據權利要求1所述的導葉連杆的熱處理方法，其特徵在於:所述導葉連杆的材質為GCrl5鋼。
3.根據權利要求1所述的導葉連杆的熱處理方法，其特徵在於:在步驟⑦後進行150°C的低溫回火。
【文檔編號】C21D1/18GK104264107SQ201410549843
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】李浩良, 遊光華, 曾輝, 孔令華, 樓勇 申請人:國家電網公司, 國網新源控股有限公司, 華東天荒坪抽水蓄能有限責任公司