一种三元流叶轮淬火加工工艺的制作方法

本发明涉及三元流叶轮加工技术领域，具体为一种三元流叶轮淬火加工工艺。

背景技术：

目前，三元流叶轮是风机的核心气动旋转部件，三元流叶轮内部流体流动的好坏，转子重量大小，直接决定着整机的性能和效率，风机叶轮需要承受较大离心力和压力，高压、高速流体摩擦产生温度热变形度影响，还有当风机在喘振状态时需要承受较大的综合冲击力，全开式叶轮可通过锻打再加工，针对多级离心鼓风机叶轮为闭式，只有通过铸造才能完成，铸造铝合金由于基质轻，为此叶轮材质首选。三元流叶轮淬火加工工艺是保证三元流叶轮强度的重要步骤。

中国专利cn103966613b公开了一种循环气压缩机叶轮的热处理工艺，包括叶轮心部热处理工艺、表面硬化处理工艺，表面硬化前清理、叶轮热处理工装、叶轮热处理前粗加工余量。通过本发明热处理循环气压缩机叶轮热处理机械性能达到：rp0.2≥900n/mm2，rm≥1150n/mm2，a≥12，z≥20，ak(v)≥34(27)j，hb330～440。叶轮表面渗硼层深度可达到0.1mm以上，硬度达到hv1200以上，渗层均匀牢固，叶轮热处理预留加工余量小于0.6mm。但是其处理工艺繁杂，造成工业生产中生产效率不高。

因此，如何设计一种三元流叶轮淬火加工工艺，成为我们当前要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高强度三元流叶轮及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明包括如下步骤：

1)前序准备：检查设备，确保控制仪表、电路、电压、冷却系统、旋转装置是否正常，核查工艺，确认零件淬火部位；

2)清洗零件：将零件表面的异物利用清洗剂进行清洗，然后擦干备用；

3)退火：使用井式渗碳电炉，将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装，加热至500-600℃，滴加适量的甲醇和煤油，保温1-2h；

4)盐炉保温：使用盐炉加热，将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装，加热至810℃，使其在恒温状态下保温8-10min；

5)空冷：将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装放入到硝盐槽中，加热至310℃时停止加热，使三元流叶轮在310℃下恒温放置10-15min后，空冷至室温；

6)回火：将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装放入到井式渗碳电炉，进行1040℃×2h固溶，空冷至室温，接着在时效温度下，出炉空冷。

根据上述技术方案，所述步骤2)中清洗剂的制备方法为在配制设备中首先加入20份去离子水，接着逐步加入6份碱性助洗剂、5.5份聚醋酸乙烯乳液、3份钼酸钠、9份碳酸氢钠、6份十二烷基苯磺酸钠，每添加一种物料后均间隔10min，并且保持以200-300r/min的转速下搅拌，再向配制设备中加入2份硫酸钾铝、6份磷酸三钠、3份藜芦马林碱、2份复合缓蚀剂和4份表面活性剂，每添加一种物料后均间隔10min，并且保持以200-300r/min的转速下搅拌，添加完毕后升温至75-80℃，以300-450r/min的转速下混合搅拌5h，得到清洗剂。

根据上述技术方案，所述步骤2)中清洗剂的清洗方式为超声波清洗。

根据上述技术方案，所述超声波清洗的功率为60-80kw，超声波频率为,25-45khz，超声波清洗的时间为20-25min，清洗剂的清洗温度为30-40℃。

根据上述技术方案，所述步骤2)中烘干采用热风烘干，通过喷嘴对清洗后的三元流叶轮进行吹风，吹风的风速为5-6m/s，吹风的时间为10-13min，吹风的温度为50-65℃。

根据上述技术方案，所述步骤3)还包括预热，且三元流叶轮在预热炉中的预热时间为26-34h，预热温度为315-526℃。

本发明采用单件叶轮捆扎立挂吊装，使叶轮在预热、加热淬火和回火的过程中处于悬挂自由状态，有利于减小翘曲畸变，同时采用清洗剂对三元流叶轮进行预先清洗，从而可以保证有效的将三元流叶轮表面的污渍去除，可以有效的避免三元流叶轮表面的污渍影响淬火工艺，提升淬火工艺的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明三元流叶轮淬火加工工艺流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：由图1给出，本发明包括如下步骤：

1)前序准备：检查设备，确保控制仪表、电路、电压、冷却系统、旋转装置是否正常，核查工艺，确认零件淬火部位；

2)清洗零件：将零件表面的异物利用清洗剂进行清洗，然后擦干备用；

3)退火：使用井式渗碳电炉，将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装，加热至500-600℃，滴加适量的甲醇和煤油，保温1-2h；

4)盐炉保温：使用盐炉加热，将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装，加热至810℃，使其在恒温状态下保温8-10min；

5)空冷：将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装放入到硝盐槽中，加热至310℃时停止加热，使三元流叶轮在310℃下恒温放置10-15min后，空冷至室温；

6)回火：将三元流叶轮单件捆扎立挂吊装放入到井式渗碳电炉，进行1040℃×2h固溶，空冷至室温，接着在时效温度下，出炉空冷。

根据上述技术方案，步骤2)中清洗剂的制备方法为在配制设备中首先加入20份去离子水，接着逐步加入6份碱性助洗剂、5.5份聚醋酸乙烯乳液、3份钼酸钠、9份碳酸氢钠、6份十二烷基苯磺酸钠，每添加一种物料后均间隔10min，并且保持以200-300r/min的转速下搅拌，再向配制设备中加入2份硫酸钾铝、6份磷酸三钠、3份藜芦马林碱、2份复合缓蚀剂和4份表面活性剂，每添加一种物料后均间隔10min，并且保持以200-300r/min的转速下搅拌，添加完毕后升温至75-80℃，以300-450r/min的转速下混合搅拌5h，得到清洗剂。

根据上述技术方案，步骤2)中清洗剂的清洗方式为超声波清洗。

根据上述技术方案，超声波清洗的功率为60-80kw，超声波频率为,25-45khz，超声波清洗的时间为20-25min，清洗剂的清洗温度为30-40℃。

根据上述技术方案，步骤2)中烘干采用热风烘干，通过喷嘴对清洗后的三元流叶轮进行吹风，吹风的风速为5-6m/s，吹风的时间为10-13min，吹风的温度为50-65℃。

根据上述技术方案，步骤3)还包括预热，且三元流叶轮在预热炉中的预热时间为26-34h，预热温度为315-526℃。

实验例：

实验对象：将本发明实施例所经过淬火加工工艺加工过的三元流叶轮在不同的时效温度下进行测试。

实验目的：测试各组三元流叶轮的抗拉强度、屈服强度、生长率和硬度。

实验方法：根据国家三元流叶轮检测标准及国标gbt25383-2010，将本实验组经过不同时效温度下淬火加工工艺加工过的三元流叶轮，采用专业仪器对各组三元流叶轮的抗拉强度、屈服强度、生长率和硬度进行测试，并记录实验结果。

实验结果表：

由以上实验结果表可知，本发明经过淬火加工工艺加工过的三元流叶轮,随着时效温度的升高，强度和硬度降低，塑形和冲击韧度稍有提高。

本发明采用单件叶轮捆扎立挂吊装，使叶轮在预热、加热淬火和回火的过程中处于悬挂自由状态，有利于减小翘曲畸变，同时采用清洗剂对三元流叶轮进行预先清洗，从而可以保证有效的将三元流叶轮表面的污渍去除，可以有效的避免三元流叶轮表面的污渍影响淬火工艺，提升淬火工艺的效果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。