Крупные кольцевые компоненты изготавливаются с использованием специальных процессов ковки и термообработки, включающих несколько этапов. Кольцевые структуры формируются с помощью таких процессов, как кольцевая прокатка, что обеспечивает высокую прочность, износостойкость и отличную усталостную прочность. Они отличаются высокой точностью размеров и могут быть изготовлены по индивидуальному заказу.

Производственный процесс

(1) Выбор материала

При изготовлении крупных кольцевых компонентов используется широкий спектр материалов, включая углеродистую сталь, легированную сталь, нержавеющую сталь, жаропрочные сплавы и некоторые цветные металлические сплавы. Конкретный выбор материала зависит от сценария применения и требований к характеристикам кольцевого компонента. Например, в обычных промышленных условиях широко используется углеродистая сталь из-за ее низкой стоимости и приемлемых общих характеристик; в экстремальных условиях, таких как высокая температура, высокое давление или сильная коррозия, предпочтительнее использовать нержавеющую сталь из-за ее превосходной коррозионной стойкости; для таких областей, как аэрокосмическая промышленность и энергетика, где требования к характеристикам материала чрезвычайно строги, отдается предпочтение жаропрочным сплавам и высокопрочным легированным сталям благодаря их превосходной высокотемпературной прочности, усталостной прочности и т. д. Например, в атомной энергетике опорное кольцо реактора должно выдерживать огромный вес и сохранять стабильность в течение длительной эксплуатации. В опорном кольце реактора, созданном компанией Taiyuan Iron & Steel (TISCO) для китайского реактора-размножителя на быстрых нейтронах с натриевым охлаждением мощностью 600 000 киловатт № 2 в Сяпу, Фуцзянь, в качестве сырья используются непрерывнолитые заготовки из высокочистой нержавеющей стали 316H. Этот материал отвечает чрезвычайно высоким требованиям к качеству и характеристикам опорного кольца в сложных условиях эксплуатации.

(2) Этап нагрева

Нагрев тщательно отобранных металлических заготовок до определенного температурного диапазона является одним из ключевых этапов производства крупных кольцевых компонентов. Как правило, температура нагрева заготовок составляет от 1100°C до 1250°C, при этом конкретная температура точно регулируется в зависимости от типа материала и требований процесса ковки. Подходящая температура нагрева значительно улучшает пластичность металлических заготовок, облегчая их пластическую деформацию во время последующей ковки, закладывая основу для получения желаемой формы кольца и внутренней структуры. Оборудование для нагрева включает в себя в основном однокамерные печи, толкательные печи и лабораторные муфельные печи, и в основном в качестве топлива используется природный газ для обеспечения эффективности и стабильности процесса нагрева.

(3) Ковка и формовка

Процесс кольцевой прокатки: Кольцепрокатные станы играют ключевую роль в ковке крупных кольцевых компонентов. В процессе кольцевой прокатки кольцевая заготовка подвергается непрерывной локальной пластической деформации под действием оборудования, достигая уменьшения толщины стенки, увеличения диаметра и точной формовки поперечного профиля. Этот процесс имеет множество значительных преимуществ, таких как низкие требования к тоннажу оборудования, но большой диапазон обработки. Поскольку площадь контакта между заготовкой и штампом мала, усилие деформации соответственно уменьшается, что позволяет выполнять ковку крупных кольцевых компонентов на оборудовании с относительно небольшим тоннажем; высокая степень использования материала, поперечное сечение прокатанного кольца ближе к готовому изделию, и припуск на механическую обработку значительно уменьшается; отличное качество продукции, процесс прокатки делает металлические волокна непрерывно распределенными по окружному направлению, соответствуя условиям напряжения и износа фактического использования кольца, и в большинстве случаев внутренняя структура плотная, зерна мелкие, а комплексные механические свойства значительно превосходят характеристики кольцевых компонентов, изготовленных другими методами обработки. Самый большой в Китае кольцепрокатный стан D53K-12000 может прокатывать кольцевые компоненты весом до 50 тонн с максимальным наружным диаметром 12000 мм, что полностью демонстрирует мощные возможности процесса кольцевой прокатки при изготовлении крупных кольцевых компонентов.

Другие вспомогательные процессы ковки: В реальном производстве, помимо процесса кольцевой прокатки, также используются вспомогательные процессы, такие как осадка, пробивка и расширение. Осадка увеличивает высоту заготовки и улучшает однородность ее внутренней структуры; пробивка создает условия для последующего расширения и кольцевой прокатки; расширение постепенно увеличивает внутренний диаметр кольцевого компонента для соответствия проектным размерам. Эти процессы работают вместе, чтобы обеспечить точное формирование крупных кольцевых компонентов.

(4) Упрочнение термообработкой

Кованые крупные кольцевые компоненты подвергаются строгой термообработке для дальнейшего повышения их характеристик. Распространенные методы термообработки включают отжиг, нормализацию, закалку и отпуск, каждый из которых имеет свою конкретную цель и область применения. Отжиг и нормализация эффективно устраняют остаточные напряжения внутри кольцевого компонента, оптимизируют структурное состояние, снижают твердость и улучшают пластичность и вязкость материала; закалка и отпуск значительно повышают твердость, прочность и износостойкость кольцевого компонента. Путем точного контроля температуры, времени и других параметров закалки и отпуска кольцевой компонент может достигать показателей производительности, которые отвечают потребностям различных сценариев применения. Например, для крупных кольцевых компонентов, которые выдерживают высокие нагрузки и высокий износ, соответствующая закалка и отпуск могут значительно увеличить их срок службы и надежность.

(5) Уточнение механической обработки

Для точной обработки крупных кольцевых компонентов используется современное оборудование и процессы механической обработки, такие как точение, шлифование и фрезерование, чтобы обеспечить строгое соответствие их точности размеров, шероховатости поверхности и т. д. проектным требованиям. Для некоторых крупных кольцевых компонентов, используемых в высокотехнологичных областях с чрезвычайно высокими требованиями к точности, также требуется прецизионное обрабатывающее оборудование и специальные технологии обработки. Например, в ветроэнергетике требование к соосности обработки ступицы ветрогенератора мощностью 6 МВт и выше составляет ≤0,02 мм, и такие строгие стандарты точности могут быть достигнуты только с помощью высокоточной механической обработки. Во время механической обработки используется технология цифрового управления для точного контроля траектории движения инструмента и параметров обработки, обеспечивая контроль различных допусков размеров кольцевого компонента в очень узком диапазоне.

(6) Поверхностная обработка и защита

Для повышения коррозионной стойкости и эстетических качеств крупных кольцевых компонентов обычно выполняется поверхностная обработка. Распространенные методы поверхностной обработки включают гальванизацию, хромирование и нанесение антикоррозионных покрытий. Гальванизация образует плотный слой цинка на поверхности кольцевого компонента, эффективно изолируя внешние коррозионные среды и предотвращая ржавление металла; хромирование повышает твердость и блеск поверхности кольцевого компонента, повышая его износостойкость и декоративность; при нанесении антикоррозионных покрытий выбираются соответствующие покрытия в зависимости от различных условий использования и потребностей, образуя покрытие с хорошими защитными свойствами для увеличения срока службы кольцевого компонента. В агрессивных коррозионных средах, таких как морское машиностроение, поверхностно обработанные крупные кольцевые компоненты могут лучше противостоять эрозии морской воды и обеспечивать долговременную стабильную работу оборудования.

Характеристики продукта

(1) Высокая прочность и высокая вязкость

Благодаря специальным процессам ковки и термообработки крупные кольцевые компоненты имеют плотную внутреннюю структуру, измельченные зерна и равномерное распределение, что обеспечивает отличную высокую прочность и высокую вязкость. При воздействии больших нагрузок и сложных напряжений они могут сохранять целостность конструкции и не легко разрушаются или деформируются. Если взять в качестве примера кольцевые компоненты двигателей в аэрокосмической отрасли, то при огромной центробежной силе и высокотемпературной среде, создаваемой высокоскоростной работой двигателя, крупные кольцевые компоненты должны выдерживать чрезвычайно высокие напряжения, а их высокая прочность и высокая вязкость обеспечивают безопасную и надежную работу двигателя.

(2) Хорошая износостойкость

После проведения специальной обработки твердость поверхности крупных колец значительно повышается. В условиях высоких нагрузок, высоких скоростей и фрикционного износа он демонстрирует хорошую износостойкость. Эта характеристика позволяет кольцу эффективно снизить поверхностный износ во время длительной эксплуатации, сохраняя точность размеров и стабильные характеристики, увеличивая срок службы кольца и снижая затраты на техническое обслуживание оборудования. В таких областях, как горное машиностроение и строительная техника, крупные кольца часто выдерживают большие нагрузки и трение, а хорошая износостойкость является ключевым фактором обеспечения непрерывной и эффективной работы оборудования.

Отличная усталостная прочность

Поскольку крупные кольца часто испытывают переменные нагрузки в реальной работе, усталостная прочность является одним из важных показателей их производительности. Ковка оптимизирует внутреннюю микроструктуру металлического материала, придавая ему отличную усталостную прочность, эффективно противодействуя образованию и распространению усталостных трещин и предотвращая поломки оборудования, вызванные усталостным разрушением. В энергетическом оборудовании, таком как паровые турбины и генераторы, крупные кольца должны долго работать под переменными напряжениями, а их отличная усталостная прочность обеспечивает стабильную работу и длительный срок службы оборудования.

Высокая точность размеров "​"

Передовое производственное оборудование и строгая система контроля качества гарантируют, что большие кольца обладают чрезвычайно высокой точностью размеров. Будь то внешний диаметр, внутренний диаметр или толщина, допуски могут строго контролироваться в заданном диапазоне, что соответствует требованиям высокоточной сборки различного оборудования. В ядерном энергетическом оборудовании плоскостность фланца корпуса реактора должна достигать уровня ISO 2768 - mK. Такие высокоточные требования могут быть достигнуты только с помощью прецизионных производственных процессов и строгих методов испытаний, обеспечивающих герметичность и общую безопасность корпуса под давлением.

Высокая степень индивидуализации

В соответствии с разнообразными потребностями клиентов, от выбора материала и проектирования до производства, мы предоставляем клиентам комплексные индивидуальные услуги. Будь то сверхбольшие тяжелые кольца или прецизионные кольца со специальными формами и требованиями к характеристикам, они могут быть изготовлены на заказ с помощью профессиональных технических команд и передового производственного оборудования. Например, China Aviation Excellence Forging успешно произвела сверхбольшую поковку кольца из титанового сплава с корпусом клапана, имеющую внутренние и внешние нерегулярные формы, с внешним диаметром 2203 мм, внутренним диаметром 1690 мм, высотой 810 мм и весом 4,7 тонны, что удовлетворило потребности специального оборудования в нефтехимической отрасли и заполнило пробел в отечественных смежных технологиях.

Спецификации продукции и индивидуальные услуги

Большие кольца имеют широкий диапазон спецификаций: внутренний диаметр варьируется от сотен миллиметров до нескольких метров, внешний диаметр также имеет широкий диапазон, а толщина может гибко настраиваться в соответствии с фактическими потребностями. В соответствии с подробными чертежами, образцами или конкретными техническими требованиями, предоставленными клиентами, мы можем активно участвовать с начальной стадии проектирования проекта, чтобы подобрать наиболее подходящие решения для больших колец для клиентов. Профессиональная техническая команда обладает богатым опытом и передовым программным обеспечением для проектирования, и может использовать конечно-элементный анализ и другие методы для оптимизации структуры и производительности колец, гарантируя, что изготовленные на заказ большие кольца соответствуют требованиям использования клиента при оптимальном соотношении цены и качества. Во время производства мы строго следуем индивидуальному плану и стандартам качества, а также используем передовые производственные процессы и оборудование для обеспечения высококачественной поставки продукции. В то же время мы также предоставляем идеальное послепродажное обслуживание, оперативно реагируя на проблемы, возникающие у клиентов во время использования, и предоставляя клиентам всестороннюю поддержку.

Области применения

Ветроэнергетика	Судостроение	Машиностроение
Атомная энергетика	Нефтегазовая промышленность	Химическая промышленность