Proses Pembuatan Cincin Penahan Tempa untuk Motor Kecepatan Tinggi
Cincin penahan yang ditempa adalah komponen berputar penting yang digunakan untuk mengamankan gulungan ujung rotor motor listrik berkecepatan tinggi. Selama pengoperasian, cincin penahan harus menahan gaya sentrifugal yang besar dengan tetap menjaga stabilitas dimensi, respons magnetis yang rendah, dan kinerja mekanis yang andal. Persyaratan ini menjadikan pemilihan material, kontrol penempaan, deformasi dingin, dan inspeksi menjadi sangat penting.
Aplikasi Motor Berkecepatan Tinggi yang Mewakili
Cincin penahan motor berkecepatan tinggi 20 MW yang representatif beroperasi dengan kecepatan rotor sekitar 5.200 putaran/menit. Dalam jenis aplikasi ini, cincin harus menahan beban sentrifugal yang dihasilkan pada ujung rotor dan membantu melindungi rakitan belitan ujung. Paduan austenitik non-magnetik berkekuatan tinggi seperti 1Mn18Cr18N dapat ditentukan bila proyek memerlukan kekuatan luluh tinggi dan permeabilitas magnetik rendah.
Persyaratan teknis akhir harus selalu mengikuti gambar pelanggan, spesifikasi material, dan perjanjian inspeksi. Dalam satu kasus teknik yang dipublikasikan, cincin penahan memerlukan kekuatan luluh di atas 1.070 MPa, permeabilitas magnetik terkontrol, tegangan sisa rendah, dan inspeksi ultrasonik pada komponen akhir.
Mengapa Perlakuan Panas Konvensional Tidak Cukup
Pada suhu kamar, 1Mn18Cr18N merupakan bahan austenitik tanpa transformasi fasa yang biasanya digunakan untuk memperkuat banyak baja paduan. Oleh karena itu, perlakuan panas konvensional saja tidak dapat memberikan peningkatan kekuatan mekanik yang diperlukan. Rute produksinya menggabungkan penempaan panas, perlakuan larutan, dan penguatan ekspansi dingin hidraulik.
Rute Manufaktur Khas
Rute proses yang umum meliputi:
Persiapan peleburan dan ingot
Pemanasan dan penempaan panas
Pemesinan kasar
Solusi perlakuan panas
Pemesinan presisi sebelum penguatan
Penguatan ekspansi dingin hidrolik
Perawatan panas untuk menghilangkan stres
Pengujian mekanis dan metalurgi
Pemesinan akhir dan pengujian tak rusak
Pengepakan dan pengiriman
Setiap proyek memerlukan parameter prosesnya sendiri. Dimensi penempaan, kelonggaran pemesinan, rasio deformasi, dan kurva perlakuan panas harus ditetapkan sesuai dengan material, ukuran akhir, dan target kinerja.
Kontrol Penempaan Panas
Kandungan mangan, kromium, dan nitrogen yang tinggi pada 1Mn18Cr18N dapat membuat material sensitif terhadap retak permukaan selama penempaan panas. Insinyur penempaan harus mengatur suhu, pengurangan per lintasan, dan pengumpanan dengan hati-hati. Langkah-langkah deformasi yang terkendali dan relatif ringan membantu mengurangi kerusakan permukaan sekaligus mengembangkan sound ring blank.
Bahan awal dapat disiapkan melalui peleburan kembali elektroslag bila spesifikasi proyek memerlukan peningkatan kebersihan dan kualitas internal. Blanko yang ditempa kemudian dikerjakan secara kasar sesuai dimensi yang diperlukan untuk perlakuan panas selanjutnya dan ekspansi dingin.
Solusi Perlakuan Panas
Perlakuan larutan memanaskan paduan ke dalam daerah fase tunggal bersuhu tinggi sehingga karbida larut ke dalam matriks austenitik. Pendinginan yang cepat kemudian membantu memperoleh struktur austenitik yang lebih seragam dan stabil. Perlakuan ini mendukung ketangguhan, ketahanan terhadap korosi, dan respons material terhadap penguatan deformasi dingin di kemudian hari.
Penguatan Ekspansi Dingin Hidraulik
Ekspansi hidrolik adalah tahap penguatan utama. Cincin mesin ditempatkan dengan perkakas pembentuk untuk menciptakan ruang tertutup. Air bertekanan tinggi dimasukkan sehingga cincin mengembang secara plastis dengan cara yang terkendali.
Prosesnya harus mengontrol laju deformasi, tekanan dan keseragaman dimensi. Cincin panjang dengan rasio tinggi terhadap diameter yang tinggi dapat menimbulkan profil yang tidak rata atau bentuk mulut lonceng selama pemuaian. Perangkat pemosisian dan pembatas dapat membantu menstabilkan ring sementara parameter tekanan disesuaikan untuk mempertahankan geometri yang diperlukan.
Dalam kasus yang direferensikan, diameter cincin diperluas dari sekitar 660 mm menjadi 810 mm, dengan kontrol dimensi dipertahankan dalam toleransi yang sempit. Nilai-nilai ini menjelaskan kasus spesifik tersebut dan tidak boleh digunakan sebagai parameter produksi universal.
Menghilangkan Stres dan Inspeksi Akhir
Ekspansi dingin menimbulkan tegangan sisa. Siklus pelepas tegangan berikutnya membantu menstabilkan struktur mikro dan mengurangi tegangan sisa sekaligus menjaga kekuatan yang diperoleh melalui deformasi.
Verifikasi kualitas akhir dapat mencakup pengujian tarik, pengujian dampak, pemeriksaan metalografi, pengukuran permeabilitas magnetik, inspeksi dimensi dan pengujian ultrasonik. Lokasi pengambilan sampel, nilai penerimaan, dan kriteria pengujian tak rusak harus mengikuti perjanjian teknis pelanggan dan standar berlaku yang ditentukan untuk proyek tersebut.
Nilai Rekayasa Proses
Tantangan manufaktur bukanlah operasi penempaan tunggal. Ini adalah integrasi terkontrol dari kualitas material, penempaan panas, permesinan, perawatan solusi, ekspansi hidraulik, pelepas stres, dan inspeksi. Ketika tahapan ini dikembangkan sesuai spesifikasi pelanggan, cincin penahan yang ditempa dapat mencapai kekuatan, keakuratan dimensi, dan kualitas internal yang diperlukan untuk peralatan berputar berkecepatan tinggi.
Jianye Metal Manufacturing Co., Ltd. menyediakan Tempa Cincin khusus, Tempa Besar, Tempa Poros, dan solusi penempaan logam lainnya berdasarkan gambar pelanggan dan persyaratan teknis. Untuk cincin penahan motor atau komponen berputar penting lainnya, pembeli dipersilakan untuk memberikan tingkat material, dimensi, target properti mekanis, persyaratan inspeksi, dan jumlah pesanan untuk tinjauan teknis dan penawaran harga.
Jianye Metal Manufacturing Co., Ltd.,
