制造工艺上的难度
依托重大专项课题,哈尔滨电气动力装备有限公司与宝钢特钢有限公司合作,对屏蔽套C-薄板的制造工艺进行了研究,确定了屏蔽套C-薄板的整套制造工艺流程。但由于屏蔽套C-薄板的技术要求已超出宝钢特钢有限公司在镍基合金板材的原有制造水平,因此屏蔽套C-薄板
国产化制造研究贯穿整个生产制造流程,包括冶炼、锻造、轧制、热处理等技术领域,需要突破以下的关键技术和关键工艺:
1)冶炼工艺
C-合金成分复杂,冶炼时成分控制的难度很大,为获得优质钢水,需研究冶炼流程工艺设计、合金化成分及有害元素控制、脱氧技术及非金属夹杂物控制技术,从而提高钢液纯净度,降低有害元素、气体含量和非金属夹杂物。
2)电渣重熔工艺
针对屏蔽套C-薄板产品的特性,需要采用大规格的电渣扁锭。但对于C-镍基合金材料,锭型放大后成分偏析倾向非常明显,组织均匀性控制难度显著增大,且镍基高合金电渣扁锭的技术在国内还是空白,因此需研究电渣重熔钢锭的工艺参数和质量控制技术,确保电渣重熔扁锭的质量满足要求。
3)锻造开坯工艺
对于电渣重熔后的扁锭钢坯,由于扁锭的表面积大,表面散热快,且该合金变形抗力大,温度稍低塑性即显著下降,热加工性差,开坯时极易开裂,因此需对扁锭的开坯工艺,以及合金的热塑性、高温性能、析出相状态等开展研究。
4)热轧工艺
C-合金高温变形抗力大,最高可达普碳钢5倍以上,温度场变化规律比较特别,随温度降低变形抗力迅速增大,目前经典的板带轧制模型都不适用与镍基合金,对于轧制力计算、道次分配、板形和尺寸精度控制、设备安全带来了难题。因此需要通过研究合金热物性、流变特性提供合适的轧制负荷计算解决方案,并通过热轧温度工艺窗口的研究,掌握轧件温度变化规律,确定板坯轧制加热温度制度、控制合理的终轧温度和头尾温度补偿方案,开发出适合特种合金特点的板形控制技术
5)热轧卷取工艺
C合金变形抗力大,同时还要需满足板宽的要求,在轧制钢卷时卷取非常困难,为确保热轧卷的顺利卷取,需要对热轧卷取工艺进行系统研究
6)薄板冷轧板形、尺寸精度与表面质量控制技术冷轧时对板材的板形和残余应力的大小和分布
的控制很重要,需要系统研究合金冷轧加工硬化机制及冷变形条件下组织演变规律,优化轧制道次分配,针对高强度C薄板研究并建立一套特有冷轧规程,形成板形控制技术,实现高尺寸精度、板形优良、表面良好的薄板产品和特种合金冷轧技术
7)热处理工艺
需研究热处理工艺参数对合金组织、机械强度、电磁性能的影响,确定出合理的光亮退火工艺.
综上可知,屏蔽套C-薄板的制造工艺复杂、关键技术工艺难点多,需要很长的研制周期才能完成所有的研制工作。
1.4投入与产出不成比例
从设计角度考虑,每一台核主泵屏蔽电机仅需定、转子屏蔽套薄板各2张,由于屏蔽套薄板非常薄,单张重量只有12.5kg;而从制造角度考虑,由半径以及磁滞损耗的影响灵敏度相对较低,为电机的设计优化提供了重要参考。
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