一种耐磨蚀高性能水轮机转轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水轮机制造技术领域，特别涉及一种耐磨蚀高性能水轮机转轮。
【背景技术】
[0002]现代水轮机大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电。水轮机运行稳定的影响因素中，转轮是关键，而转轮的关键又在叶片。
[0003]水轮机叶片（以下简称叶片）运行时的工况条件十分恶劣，它要长期承受气蚀、泥沙磨损和酸碱侵蚀的交互作用，水体汽化时产生气泡，这些气泡的形成、发展、溃裂及对过流表面所产生的物理化学作用称为气蚀。叶片气蚀属于磨损破坏，是流体动力学的一种现象，主要是由于其内部水流压力降低引起的，当水轮机中某一局部区域流速增高而压力降低到水的汽化压力时，就会因水的汽化而产生大量气泡，这些气泡进入高水压区时，会被迅速压缩而溃裂，在气泡溃裂时即伴随发生强大的冲击压力，同时释放热量，这些热量和冲击压力对金属表面的反复作用会产生局部高温，加之水流掺气而使气泡中还有一定的气体，会使金属表面氧化。当这些作用因素超过材料的抗疲劳强度时，就使机件产生剥蚀、表面产生麻点、某些部位甚至被穿透而形成空洞。而发生在转轮叶片部位上的这一现象尤为突出，它是影响叶片寿命的主要因素，气蚀严重时，导致机组振动、效率和出力降低。有的叶片仅工作几个月就损坏失效，不得不停机维修或更换，极大地影响经济效益。而除了叶片，转轮的上冠和下环也是容易被气蚀的部位，而现有技术中，通常仅对叶片部分进行表面处理，因为现有的处理方式多为在叶片表面进行喷涂，因此需要在上冠、下环与叶片组装前对叶片进行表面处理，造成转轮整体不能同时同步处理。
[0004]上述技术瓶颈长期困扰水轮机制造业，是水轮机行业普遍存在而又突出的老大难冋题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有长寿命、高耐磨、抗气蚀、抗冲击、耐腐蚀的水轮机转轮。
[0006]本实用新型技术的技术方案是这样实现的：一种耐磨蚀高性能水轮机转轮，包括上冠、下环以及设置在上冠与下环之间的若干叶片，其特征在于：所述上冠、下环以及叶片采用不锈钢06Crl3为基材，所述转轮整体通过双层辉光离子渗金属技术在上冠、下环以及叶片表层形成碳化钨陶瓷渗透层，所述碳化钨陶瓷渗透层由碳化钨陶瓷深入上冠、下环以及叶片的表层内一定深度部分及覆盖在上冠、下环以及叶片表面部分组成。
[0007]本实用新型所述的耐磨蚀高性能水轮机转轮，其在所述上冠、下环以及叶片表层形成的碳化钨陶瓷渗透层厚度为300?500 ym，其中覆盖在上冠、下环以及叶片表面部分的厚度为30?50 y m，其余部分渗透入上冠、下环以及叶片的表层内。
[0008]本实用新型通过对转轮的整体进行表面处理，有效避免了上冠、下环的气蚀，使转轮整体具有极高的耐磨耐气蚀性，而且在转轮表层形成的碳化钨陶瓷渗透层深度较大，使转轮具有强大的抗气蚀、抗冲击、耐腐蚀能力，并且碳化钨陶瓷渗透层在基体表层弥散分布、形成固液溶体，不存在宏观界面，不产生应力剥落。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
[0010]图中标记：1为上冠，2为下环，3为叶片。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0012]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定实用新型。
[0013]如图1所示，一种耐磨蚀高性能水轮机转轮，包括上冠1、下环2以及设置在上冠1与下环2之间的若干叶片3，所述上冠1、下环2以及叶片3采用不锈钢06Crl3为基材，该基材本身相对于现有转轮能够提升使用寿命20%以上，所述转轮整体通过双层辉光离子渗金属技术在上冠1、下环2以及叶片3表层形成碳化钨陶瓷渗透层，所述碳化钨陶瓷渗透层由碳化钨陶瓷深入上冠1、下环2以及叶片3的表层内一定深度部分及覆盖在上冠1、下环2以及叶片3表面部分组成，在所述上冠1、下环2以及叶片3表层形成的碳化钨陶瓷渗透层厚度为300?500 ym，其中覆盖在上冠1、下环2以及叶片3表面部分的厚度为30?50ym，其余部分渗透入上冠1、下环2以及叶片3的表层内，转轮整体表层硬度达到HRC60?68。
[0014]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种耐磨蚀高性能水轮机转轮，包括上冠(I)、下环(2)以及设置在上冠(I)与下环(2)之间的若干叶片(3)，其特征在于:所述上冠(1)、下环(2)以及叶片(3)采用不锈钢06Crl3为基材，所述转轮整体通过双层辉光离子渗金属技术在上冠(1)、下环(2)以及叶片(3)表层形成碳化钨陶瓷渗透层，所述碳化钨陶瓷渗透层由碳化钨陶瓷深入上冠(1)、下环(2)以及叶片(3)的表层内一定深度部分及覆盖在上冠(1)、下环(2)以及叶片(3)表面部分组成。
2.根据权利要求1所述的耐磨蚀高性能水轮机转轮，其特征在于:在所述上冠(1)、下环(2)以及叶片(3)表层形成的碳化钨陶瓷渗透层厚度为300?500 μ m，其中覆盖在上冠(1)、下环(2)以及叶片(3)表面部分的厚度为30?50μπι，其余部分渗透入上冠(1)、下环(2)以及叶片(3)的表层内。
【专利摘要】本实用新型公开了一种耐磨蚀高性能水轮机转轮，包括上冠、下环以及设置在上冠与下环之间的若干叶片，所述上冠、下环以及叶片采用不锈钢06Cr13为基材，所述转轮整体通过双层辉光离子渗金属技术在上冠、下环以及叶片表层形成碳化钨陶瓷渗透层，所述碳化钨陶瓷渗透层由碳化钨陶瓷深入上冠、下环以及叶片的表层内一定深度部分及覆盖在上冠、下环以及叶片表面部分组成。本实用新型通过对转轮的整体进行表面处理，有效避免了上冠、下环的气蚀，使转轮整体具有极高的耐磨耐气蚀性，而且在转轮表层形成的碳化钨陶瓷渗透层深度较大，使转轮具有强大的抗气蚀、抗冲击、耐腐蚀能力，并且碳化钨陶瓷渗透层在基体表层弥散分布、形成固液溶体，不存在宏观界面，不产生应力剥落。
【IPC分类】F03B3-12, F03B11-04
【公开号】CN204476644
【申请号】CN201520129067
【发明人】陈霄, 邓正辉
【申请人】成都天府新区河川科技有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月6日