本發(fā)明涉及熱處理工藝裝置技術領域，特別涉及一種薄壁缸體鑄件的熱處理防變形工裝及其熱處理裝爐方法。

背景技術：

在蒸汽輪機系統(tǒng)中，高壓外缸或中壓外缸是蒸汽輪機系統(tǒng)的重要組成部件?，F(xiàn)有的技術條件下，蒸汽輪機外缸基本上采用鑄造的方法生產(chǎn)制造，按材質(zhì)可分為鑄鋼件和鑄鐵件兩大類。由于鑄鐵材料在液態(tài)下流動性好，這就使得鑄鐵件外缸壁厚較薄，其壁厚一般都小于60mm，且不需要進行熱處理。而鑄鋼材料在液態(tài)下其流動性較差，因此鑄鋼件外缸壁厚較大，基本都在70mm以上，且鑄鋼件在鑄態(tài)下組織較差、內(nèi)應力較大，必須經(jīng)過性能熱處理才能保證其使用性能。為了控制成本，在不影響蒸汽輪機使用壽命的前提下，某些鑄鋼件蒸汽輪機的中壓外缸壁厚由70mm縮減為50mm。在此情況下，外缸鑄件熱處理過程極易發(fā)生缸身向內(nèi)凹陷變形，給后序的返修工作帶來很大的負擔，并造成制造成本和制造周期的大幅增加。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中大型薄壁缸件鑄件熱處理過程中缸體容易發(fā)生內(nèi)凹變形的問題，提供一種薄壁缸體鑄件的熱處理防變形工裝，以防止缸體鑄件熱處理時變形。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種薄壁缸體鑄件的熱處理防變形工裝，包括沿缸體鑄件的軸向內(nèi)側(cè)間隔設置的若干支撐部件，所述支撐部件包括用于支撐缸體內(nèi)壁的弧形支撐體,所述弧形支撐體的弧度為60°-90°,所述弧形支撐體的外弧面與缸體內(nèi)壁弧面半徑相同，所述弧形支撐體的弧形內(nèi)側(cè)垂直設有若干支撐桿,所述支撐桿的下端固定支撐在水平設置的支撐板上,所述支撐板的長度小于待支撐缸體鑄件的內(nèi)徑20-30mm，所述支撐板下表面與待支撐的缸體鑄件的法蘭端面處于同一水平面。

本發(fā)明的熱處理防變形工裝，弧形支撐體隨形貼緊支撐在缸體內(nèi)側(cè)，支撐體通過支撐桿垂直支撐在支撐塊上，可有效防止缸體鑄件在高溫熱處理時內(nèi)凹變形，阻止缸體鑄件的兩法蘭端外向張口，降低了薄壁缸體因變形而引起的返修工作量，大大節(jié)約了返修成本，縮短鑄件的生產(chǎn)周期。

為保證支撐強度，所述弧形支撐體和支撐塊的厚度為50-70mm，所述弧形支撐體的寬度為200—300mm,所述支撐桿為直徑80-100mm。

為便于實現(xiàn)平穩(wěn)支撐，相鄰支撐部件沿缸體鑄件的軸向間隔為1.0—1.2m。

為保證支撐部件的連接強度，所述支撐桿與弧形支撐體的內(nèi)壁焊接固定，并且焊前，根據(jù)支撐桿相對弧形支撐體焊接處弧形形狀，將支撐桿的焊接端打磨焊接坡口。

本發(fā)明還提供一種采用上述防變形工裝進行大型薄壁缸體鑄件的熱處理裝爐方法，其特征在于，包括如下過程：第一步；根據(jù)缸體鑄件的軸向長度尺寸，按軸向間隔1.0—1.2m的距離，選擇合適數(shù)量的支撐部件；第二步，將各支撐部件軸向等間隔支撐在缸體內(nèi)壁，并將弧形支撐體的外壁邊緣與缸體鑄件的內(nèi)壁點焊固定，焊前在缸體內(nèi)壁焊接弧形支撐體的部位用天燃氣預熱管預熱至150℃并保溫2小時，焊接時，沿弧形支撐體的弧形外壁邊緣每邊等間距焊接三到四條焊縫，每條焊縫長為50—60mm,再將弧形支撐體的兩弧形端部外邊緣與鑄件分別焊接50—60mm的焊縫，所述焊縫的焊角高度大于30mm；裝爐前，將熱處理爐臺車上的氧化渣清掃干凈，在臺車上每間隔800~1000mm放置平整的單層墊鐵，所述墊鐵隨缸體結合面法蘭端的形狀逐一排列；在缸體內(nèi)腔正下方對應支撐塊長度方向的臺車上均勻擺放若干墊鐵，然后將焊接支撐部件的鑄件放置到臺車上，鑄件的法蘭端和各支撐部件的支撐塊均平衡的支撐在上述墊鐵上；最后將臺車移入熱處理爐進行熱處理。

本發(fā)明的熱處理裝爐方法，將缸體鑄件與防變形支撐工裝焊接固定為一體，可以保證鑄件及工裝在高溫度狀態(tài)下仍具有很好的鋼度，從而有效防止鑄件在熱處理過程中產(chǎn)生內(nèi)凹變形。并且也可以很好的防止支撐部件的整體結構熱處理時產(chǎn)生變形，減少支撐部件重復使用過程中整形的工作量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的薄壁缸體鑄件的熱處理防變形工裝的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明的薄壁缸體鑄件的熱處理防變形工裝與缸體鑄件的支撐連接示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示為本發(fā)明的薄壁缸體鑄件的熱處理防變形工裝，包括沿缸體1鑄件的軸向內(nèi)側(cè)間隔設置的若干支撐部件，支撐部件包括用于支撐缸體1內(nèi)壁的弧形支撐體2,弧形支撐體2的弧度為60°-90°,弧形支撐體2的外弧面與缸體內(nèi)壁弧面半徑相同，弧形支撐體2的弧形內(nèi)側(cè)垂直設有若干支撐桿3,支撐桿3的下端固定支撐在水平設置的支撐板4上,支撐板4沿缸體軸向的寬度與弧形支撐體2同寬或略大于弧形支撐體2的寬度,支撐板4的長度小于待支撐缸體鑄件的內(nèi)徑20-30mm，支撐板4下表面與待支撐的缸體1鑄件的法蘭端面處于同一水平面；為保證支撐強度，弧形支撐體2和支撐塊4的厚度為50-70mm，弧形支撐體2的寬度為200—300mm,支撐桿3為直徑80-100mm，一般工裝制作中首選鑄件澆注后的直澆道按需要的長度尺寸切割后焊接使用；為便于實現(xiàn)平穩(wěn)支撐，相鄰支撐部件沿缸體鑄件的軸向間隔為1.0—1.2m；為保證支撐部件的連接強度，支撐桿3與弧形支撐體2的內(nèi)壁焊接固定，并且焊前，根據(jù)支撐桿3相對弧形支撐體2焊接處弧形形狀，將支撐桿3的焊接端打磨焊接坡口。

本發(fā)明的熱處理防變形工裝，弧形支撐體2隨形貼緊支撐在缸體1內(nèi)側(cè)，支撐體通過支撐桿3垂直支撐在支撐塊4上，可有效防止缸體鑄件在高溫熱處理時內(nèi)凹變形，阻止缸體鑄件的兩法蘭端外向張口，降低了薄壁缸體因變形而引起的返修工作量，大大節(jié)約了返修成本，縮短鑄件的生產(chǎn)周期。

本發(fā)明還提供一種采用上述防變形工裝進行大型薄壁缸體鑄件的熱處理裝爐方法，包括如下過程：第一步；根據(jù)缸體1的軸向長度尺寸，按軸向間隔1.0—1.2m的距離，選擇合適數(shù)量的支撐部件；第二步，將各支撐部件軸向等間隔支撐在缸體內(nèi)壁，并將弧形支撐體2的外壁邊緣與缸體1的內(nèi)壁點焊固定，焊前在缸體內(nèi)壁焊接弧形支撐體2的部位用天燃氣預熱管預熱至150℃并保溫2小時，焊接時，沿弧形支撐體2的弧形外壁邊緣每邊等間距焊接三到四條焊縫，每條焊縫長為50—60mm,再將弧形支撐體2的兩弧形端部外邊緣與鑄件分別焊接50—60mm的焊縫，每條焊縫的焊角高度大于30mm，為節(jié)約焊接材料，靠近缸體1和弧形支撐體2的內(nèi)層焊縫采用本體焊材焊接，焊接厚度不小于10mm,然后外層采用廢舊焊絲焊接；焊后裝爐前，將熱處理爐臺車上的氧化渣清掃干凈，在臺車上每間隔800~1000mm放置平整的單層墊鐵，墊鐵隨缸體結合面法蘭端的形狀逐一排列；在缸體內(nèi)腔正下方對應支撐塊長度方向的臺車上均勻擺放若干墊鐵，然后將焊接支撐部件的缸體鑄件放置到臺車上，鑄件的法蘭端和各支撐部件的支撐塊均平衡的支撐在上述墊鐵上；最后將臺車移入熱處理爐進行熱處理。

本發(fā)明的熱處理裝爐方法，將缸體鑄件與防變形支撐工裝焊接固定為一體，可以保證鑄件及工裝在高溫度狀態(tài)下仍具有很好的鋼度，以有效防止鑄件在熱處理過程中產(chǎn)生內(nèi)凹變形。并且也可以很好的防止支撐部件的整體結構熱處理時產(chǎn)生變形，減少支撐部件重復使用過程中整形的工作量。