易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔及其生產方法
【專利摘要】本發明提供了一種易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔及其生產方法。所述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔，其特征在于，其材料中包含Ni、Cr、Si、Zr和Cu，Ni的含量為1.6wt％～2.5wt％，C的含量為0.05wt％～0.15wt％，Si的含量為0.5wt％～0.8wt％，Zr的含量為0.15wt％～0.25wt％，Ni、Cr、Si、Zr和Cu的總含量≥99.5wt％。本發明具有優良的高溫性能(特別是高溫伸長率)，且在高溫(850℃左右)時塑性極好，可采用擠壓和拉拔工藝來生產轉子槽楔，代替原來的鍛造工藝。
【專利說明】易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 在大型汽輪發電機中，轉子長期處于高速旋轉（3000r/min)的狀態下。轉子繞組 依靠槽楔來壓緊和固定，防止產生位移，因此，轉子槽楔要承受自身和繞組的較大離心應力 作用。同時，轉子槽楔還負責將負序旋轉磁場作用下產生的感應電流及時導走，削弱負序電 流對轉子發熱的不利影響。發電機暫態運行時，轉子槽楔溫度可達將近300°C。因此轉子槽 楔材料應具有較高的室溫和高溫力學性能，優良的導電性和導熱性，無磁性，同時還要具有 合理的價格。
[0003] 目前，轉子槽楔材料主要包括銅合金、鋁合金、不銹鋼等多種材料。其中，鋁合金強 度較低且裂紋擴展特性差，不銹鋼強度高但導電性能不佳，而銅合金各項性能均比較優異， 一直以來是轉子槽楔選用的主要材料。
[0004] 轉子銅合金槽楔材料種類較多，目前主要有鋁青銅、鈹銅和鎳硅銅。其中，鋁青銅 強度、硬度高，但塑性、導電、導熱性差；鈹銅強度、硬度高，疲勞性能好且導電導熱性好，但 鈹元素有毒性，且屬于緊俏的戰略資源；鎳硅銅強度高，但高溫性能較差。基于上述原因，開 發出一種應用廣泛，各項性能均可靠，無毒性，易加工成型的轉子銅合金槽楔材料是非常有 必要的。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于研制出一種成分合理、性能可靠、易加工成型的新型轉子銅合 金槽楔材料及其生產方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發明提供了一種易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽 楔，其特征在于，其材料中包含附、0、5丨、21*和(：11，附的含量為1.6￥七％?2.5￥七％，（：的 含量為0· 05wt %?0· 15wt %，Si的含量為0· 5wt %?0· 8wt %，Zr的含量為0· 15wt %? 0· 25wt%，Ni、Cr、Si、Zr 和 Cu 的總含量彡 99. 5wt%。
[0007] 本發明還提供了上述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔的生產方法， 其特征在于，包括：冶煉鑄錠，采用熱擠壓機對鑄錠進行熱擠壓，采用冷拉機對熱擠壓后的 產品進行一次冷拉，再進行時效處理，得到易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔。
[0008] 優選地，所述的冶煉溫度為1240?1260°C，冶煉時間為2?2. 5h。
[0009] 優選地，所述的熱擠壓溫度為800°C?900°C，冷拉速度為1. 2?I. 8m/s。
[0010] 優選地，所述的冷拉的變形量不大于4%，冷拉速度為1. 8?2. 5m/s。
[0011] 優選地，所述的時效處理的溫度為460°C?480°C，時間為4-8小時。
[0012] 優選地，在熱擠壓之前，對鑄錠進行固溶處理，固溶溫度為900?950°C，時間為 30 ?45min〇
[0013] 本發明在借鑒鎳硅銅合金的性能基礎上，添加了高溫性能優異的元素鋯（Zr),形 成一種新型轉子銅合金槽楔材料-鎳硅鋯銅（CuNi2Si+Zr，化學成分如表1)。
[0014] 表1 :鎳娃锫銅化學成分表
[0015]
【權利要求】
1. 一種易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔，其特征在于，其材料中包含Ni、 Cr、Si、Zr 和 Cu，Ni 的含量為 1. 6wt % ?2. 5wt %，C 的含量為 0? 05wt % ?0? 15wt %，Si 的 含量為 0? 5wt % ?0? 8wt %，Zr 的含量為 0? 15wt % ?0? 25wt %，Ni、Cr、Si、Zr 和 Cu 的總含 量彡 99. 5wt%。
2. 權利要求1所述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔的生產方法，其特征 在于，包括：冶煉鑄錠，采用熱擠壓機對鑄錠進行熱擠壓，采用冷拉機對熱擠壓后的產品進 行一次冷拉，再進行時效處理，得到易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔。
3. 如權利要求2所述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔的生產方法，其特 征在于，所述的冶煉溫度為1240?1260°C，冶煉時間為2?2. 5h。
4. 如權利要求2所述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔的生產方法，其特 征在于，所述的熱擠壓溫度為800°C?900°C，擠壓速度為1. 2?1. 8m/s。
5. 如權利要求2所述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔的生產方法，其特 征在于，所述的冷拉的變形量不大于4%，冷拉速度為1. 8?2. 5m/s。
6. 如權利要求2所述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔的生產方法，其特 征在于，所述的時效處理的溫度為460°C?480°C，時間為4?8小時。
7. 如權利要求2所述的易擠壓成型高溫性能優良的銅合金轉子槽楔的生產方法，其 特征在于，在熱擠壓之前，對鑄錠進行固溶處理，固溶溫度為900?950°C，時間為30? 45min〇
【文檔編號】C22C9/06GK104404294SQ201410620532
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】姚金傳, 王庭山, 張英, 李兆輝, 張國喜, 顧明亮 申請人:上海電氣電站設備有限公司