阅读说明：本技术 一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺 (Near-net forming process for large blades of gas turbine ) 是由 向小文 何海兵 罗小辉 赵阳 于 2020-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺。本发明中,确认好原材料之后对其进行加热---镦头---打磨检验---加热---开坯打磨检验---加热---制坯---去飞边---检验---加热---辊锻成型---加热---终锻整形---切边---高温回火---喷丸打磨---热处理---喷丸---硬度检验---理化检验---打磨校形---检验---去应力退火---钻孔---成品检验---装箱入库即可完成；本发明中,可以完成与工艺配套的1600mm辊锻机的研发与生产,建立叶片锻压成型过程性能分析与基于光学扫描智能检测的集成系统,降低大型叶片制造成本,提升燃气轮机大叶片制造技术,实现超大叶片国产化,为我国高性能燃汽轮机的发展奠定基础。形成具有国际先进水平的大型叶片制造能力。(The invention discloses a near-net forming process of a large-sized blade of a gas turbine. In the invention, after the raw materials are confirmed, the raw materials are heated, upset head is carried out, grinding inspection is carried out, heating is carried out, cogging and grinding inspection is carried out, heating is carried out, blanking is carried out, edge flashing is removed, inspection is carried out, heating is carried out, roll forging forming is carried out, heating is carried out, finish forging and shaping is carried out, edge cutting is carried out, high temperature tempering is carried out, shot blasting is carried out, heat treatment is carried out, shot blasting is carried out, hardness inspection is carried out, physical and chemical inspection is carried out, grinding and shape correction is carried out, inspection is carried out, stress relief annealing is carried out, drilling is carried out, finished product inspection is; in the invention, the research and development and the production of a 1600mm roll forging machine matched with the process can be completed, an integrated system for analyzing the performance of the blade forging and pressing molding process and based on optical scanning intelligent detection is established, the manufacturing cost of large blades is reduced, the manufacturing technology of large blades of a gas turbine is improved, the localization of super large blades is realized, and a foundation is laid for the development of high-performance gas turbines in China. Resulting in a large blade manufacturing capability with an international advanced level.)

一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，具体为一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺。

背景技术

燃气轮机在空气和燃气的主要流程中，只有压气机(Compressor)、燃烧室(Combustor)和燃气透平(Turbine)这三大部件组成的燃气轮机循环，通称为简单循环。大多数燃气轮机均采用简单循环方案；压气机从外界大气环境吸入空气，并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到透平中膨胀做功，推动透平带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功，并输出电功。从透平中排出的废气排至大气自然放热。这样，燃气轮机就把燃料的化学能转化为热能，又把部分热能转变成机械能。通常在燃气轮机中，压气机是由燃气透平膨胀做功来带动的，它是透平的负载。

但是普通的燃气轮机在使用时使用成形力大，且锻件加工余量大，同时生产时原材料利用率较为低下，生产制造的成本较高，不利于我国高性能燃汽轮机的发展。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺。

本发明采用的技术方案如下：一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺，所述燃气轮机大型叶片近净成型工艺需要用到以下装置：3000T油压机一台、毛刺打磨机一台、锻锤装置一台、拉拔装置一台、加热装置一台、25000T螺旋压力机一台、1600mm辊锻机一台、喷丸机一台，钻孔装置一台、包装箱若干。

在一优选的实施方式中，所述燃气轮机大型叶片近净成型工艺包括以下步骤：

S1：先进行镦头工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：下料规格及尺寸、镦头吨位计算、设备选型及型号、镦头工艺方案及流程；

S2：进行开坯辊锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：开坯辊锻制坯件图设计、开坯辊锻所需辊锻能力计算、开坯辊锻工艺方案及流程；

S3：进行展宽模锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：宽锻件图设计、展宽模锻设备吨位计算及设备型号、展宽工艺方案及流程设计；

S4：进行成型辊锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：成型辊锻坯件图设计、成型辊锻工艺方案及流程、1600自动辊锻机技术参数及设计方案

S5：进行整形(或校形)工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：锻件图设计、整形(或校形)吨位计算、整形工艺方案及流程；

S6：进行热处理工艺方案的设计、叶片校形及检测方案的设计和叶片机加用工艺定位孔加工方案的设计，并准备开始进行锻造；

S7：对原材料复进行验，确定下料规格及尺寸，复验合格达标之后开始下料，然后对反应炉中的原材料进行高温加热；

S8：取3000T油压机对原材料的叶根大头进行镦头处理，处理好之后再进行打磨和检验，可以用毛刺打磨机打磨飞边毛刺并检验镦头尺寸；

S9：重新对材料进行加热，然后进行开坯一，可以用3T自由锻锤拔长杆部约40～60min，再使用拉拔装置拔长杆部，之后再次用毛刺打磨机打磨飞边毛刺并检验拔长尺寸；

S10：对材料进行加热之后再制坯，可以用25000T螺旋压力机制坯模，然后根据需要进行去飞边处理并检验尺寸；

S11：对材料进行加热后，使用1600mm辊锻机辊锻成型，再次对材料加热后使用25000T螺旋压力机将材料终锻整形；

S12：使用3000T油压机对材料进行切边处理，之后对切割好的叶片材料进行喷丸、打磨处理，以起到去除飞边，排伤的作用；

S13：对原材料进行最后一步热处理，并使用喷丸机对其进行喷丸处理，之后对材料进行硬度检验和理化检验；

S14：将合格的成品进行打磨校形和检验，之后再进行去应力退火处理，并对处理好的叶片使用钻孔机进行钻孔，制得成品叶片；

S15：对成品叶片进行检验，检验合格的产品进行装箱入库即可。

在一优选的实施方式中，所述步骤S4中可以根据典型锻件的工艺要求研究各道次所需轧制力、力矩、能量，通过分析计算确定1600mm辊锻机的飞轮能量、轧制力、轧制力矩及轧辊工作转速。

在一优选的实施方式中，所述步骤S8中，使用毛刺打磨机进行飞边毛刺处理的过程中，毛刺打磨机的侧边固定安装有灰尘抽吸收集装置。

在一优选的实施方式中，所述步骤S12中可以基于辊锻机和电动螺旋压力机的大叶片二次制坯、近净成型工艺路线，建立基于油压机的切边工艺方案，确定制坯、成型过程的关键工艺参数。

在一优选的实施方式中，所述步骤S14中，钻孔机在钻孔时，使用滴水装置对钻孔处进行冷却处理。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，针对国内燃气轮机大叶片锻造近净成型制造的难题，完成高性能燃气轮机叶片近净成形机理、关键工艺技术和应用研究，实现大型叶片数字化虚拟工艺设计和制造，形成燃气轮机叶片成形工艺技术规范。完成70英寸及以上大型叶片近净成型机理与关键工艺技术研究，完成与工艺配套的1600mm辊锻机的研发与生产，建立叶片锻压成型过程性能分析与基于光学扫描智能检测的集成系统，降低大型叶片制造成本，提升燃气轮机大叶片制造技术，实现超大叶片国产化，为我国高性能燃汽轮机的发展奠定基础。形成具有国际先进水平的大型叶片制造能力。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结7合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺，燃气轮机大型叶片近净成型工艺需要用到以下装置：3000T油压机一台、毛刺打磨机一台、锻锤装置一台、拉拔装置一台、加热装置一台、25000T螺旋压力机一台、1600mm辊锻机一台、喷丸机一台，钻孔装置一台、包装箱若干；

燃气轮机大型叶片近净成型工艺包括以下步骤：

S1：先进行镦头工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：下料规格及尺寸、镦头吨位计算、设备选型及型号、镦头工艺方案及流程；

S2：进行开坯辊锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：开坯辊锻制坯件图设计、开坯辊锻所需辊锻能力计算、开坯辊锻工艺方案及流程；

S3：进行展宽模锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：宽锻件图设计、展宽模锻设备吨位计算及设备型号、展宽工艺方案及流程设计；

S4：进行成型辊锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：成型辊锻坯件图设计、成型辊锻工艺方案及流程、1600自动辊锻机技术参数及设计方案，步骤S4中可以根据典型锻件的工艺要求研究各道次所需轧制力、力矩、能量，通过分析计算确定1600mm辊锻机的飞轮能量、轧制力、轧制力矩及轧辊工作转速；

S5：进行整形(或校形)工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：锻件图设计、整形(或校形)吨位计算、整形工艺方案及流程；

S6：进行热处理工艺方案的设计、叶片校形及检测方案的设计和叶片机加用工艺定位孔加工方案的设计，并准备开始进行锻造；

S7：对原材料复进行验，确定下料规格及尺寸，复验合格达标之后开始下料，然后对反应炉中的原材料进行高温加热；

S8：取3000T油压机对原材料的叶根大头进行镦头处理，处理好之后再进行打磨和检验，可以用毛刺打磨机打磨飞边毛刺并检验镦头尺寸，步骤S8中，使用毛刺打磨机进行飞边毛刺处理的过程中，毛刺打磨机的侧边固定安装有灰尘抽吸收集装置；

S9：重新对材料进行加热，然后进行开坯一，可以用3T自由锻锤拔长杆部约45min，再使用拉拔装置拔长杆部，之后再次用毛刺打磨机打磨飞边毛刺并检验拔长尺寸；

S10：对材料进行加热之后再制坯，可以用25000T螺旋压力机制坯模，然后根据需要进行去飞边处理并检验尺寸；

S11：对材料进行加热后，使用1600mm辊锻机辊锻成型，再次对材料加热后使用25000T螺旋压力机将材料终锻整形；

S12：使用3000T油压机对材料进行切边处理，之后对切割好的叶片材料进行喷丸、打磨处理，以起到去除飞边，排伤的作用，步骤S12中可以基于辊锻机和电动螺旋压力机的大叶片二次制坯、近净成型工艺路线，建立基于油压机的切边工艺方案，确定制坯、成型过程的关键工艺参数；

S13：对原材料进行最后一步热处理，并使用喷丸机对其进行喷丸处理，之后对材料进行硬度检验和理化检验；

S14：将合格的成品进行打磨校形和检验，之后再进行去应力退火处理，并对处理好的叶片使用钻孔机进行钻孔，制得成品叶片，步骤S14中，钻孔机在钻孔时，使用滴水装置对钻孔处进行冷却处理；

S15：对成品叶片进行检验，检验合格的产品进行装箱入库即可。

实施例二：

一种燃气轮机大型叶片近净成型工艺，燃气轮机大型叶片近净成型工艺需要用到以下装置：3000T油压机一台、毛刺打磨机一台、锻锤装置一台、拉拔装置一台、加热装置一台、25000T螺旋压力机一台、1600mm辊锻机一台、喷丸机一台，钻孔装置一台、包装箱若干；

燃气轮机大型叶片近净成型工艺包括以下步骤：

S1：先进行镦头工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：下料规格及尺寸、镦头吨位计算、设备选型及型号、镦头工艺方案及流程；

S2：进行开坯辊锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：开坯辊锻制坯件图设计、开坯辊锻所需辊锻能力计算、开坯辊锻工艺方案及流程；

S3：进行展宽模锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：宽锻件图设计、展宽模锻设备吨位计算及设备型号、展宽工艺方案及流程设计；

S4：进行成型辊锻工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：成型辊锻坯件图设计、成型辊锻工艺方案及流程、1600自动辊锻机技术参数及设计方案，步骤S4中可以根据典型锻件的工艺要求研究各道次所需轧制力、力矩、能量，通过分析计算确定1600mm辊锻机的飞轮能量、轧制力、轧制力矩及轧辊工作转速；

S5：进行整形(或校形)工艺方案的设计，此时应该确定以下事项：锻件图设计、整形(或校形)吨位计算、整形工艺方案及流程；

S6：进行热处理工艺方案的设计、叶片校形及检测方案的设计和叶片机加用工艺定位孔加工方案的设计，并准备开始进行锻造；

S7：对原材料复进行验，确定下料规格及尺寸，复验合格达标之后开始下料，然后对反应炉中的原材料进行高温加热；

S8：取3000T油压机对原材料的叶根大头进行镦头处理，处理好之后再进行打磨和检验，可以用毛刺打磨机打磨飞边毛刺并检验镦头尺寸，步骤S8中，使用毛刺打磨机进行飞边毛刺处理的过程中，毛刺打磨机的侧边固定安装有灰尘抽吸收集装置；

S9：重新对材料进行加热，然后进行开坯一，可以用3T自由锻锤拔长杆部约55min，再使用拉拔装置拔长杆部，之后再次用毛刺打磨机打磨飞边毛刺并检验拔长尺寸；

S10：对材料进行加热之后再制坯，可以用25000T螺旋压力机制坯模，然后根据需要进行去飞边处理并检验尺寸；

S11：对材料进行加热后，使用1600mm辊锻机辊锻成型，再次对材料加热后使用25000T螺旋压力机将材料终锻整形；

S12：使用3000T油压机对材料进行切边处理，之后对切割好的叶片材料进行喷丸、打磨处理，以起到去除飞边，排伤的作用，步骤S12中可以基于辊锻机和电动螺旋压力机的大叶片二次制坯、近净成型工艺路线，建立基于油压机的切边工艺方案，确定制坯、成型过程的关键工艺参数；

S13：对原材料进行最后一步热处理，并使用喷丸机对其进行喷丸处理，之后对材料进行硬度检验和理化检验；

S14：将合格的成品进行打磨校形和检验，之后再进行去应力退火处理，并对处理好的叶片使用钻孔机进行钻孔，制得成品叶片，步骤S14中，钻孔机在钻孔时，使用滴水装置对钻孔处进行冷却处理；

S15：对成品叶片进行检验，检验合格的产品进行装箱入库即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或014者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精和范围。