一种Au基钎料钎焊Cr13不锈钢叶轮工艺方法与流程

本发明属于离心压缩机叶轮制造领域，涉及钎焊制造叶轮，具体涉及一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法。

背景技术：

目前，在工业制造中，具有小直径、窄流道离心压缩机叶轮，使用制造频率越来越多。该种叶轮通常有四种方法制造，整体铣制、两体电弧焊接、电腐蚀加工、钎焊方法。

整体铣制适合于叶轮流道尺寸相对较大，以满足机械加工刀具能够进入，两体电弧焊接方法成型的叶轮尺寸精度相对较低，电腐蚀加工成本较高。

钎焊叶轮大多采用沉淀硬化类不锈钢(腐蚀介质)或者合金钢材料(空气介质)，配合镍基、金基钎料或者其它钎料来钎焊，沉淀硬化类不锈钢成本较高，强度亦较高，对于一般腐蚀性介质强度太高，工艺过于复杂，合金钢材料无法承受腐蚀性介质的要求。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法，解决现有技术中的一般性腐蚀介质叶轮制造方法复杂以及成本高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法：

该工艺方法以cr13不锈钢作为叶轮的叶轮材料；

该工艺方法以au基钎料进行钎焊制备叶轮，所述的au基钎料，以重量份数计，由以下原料制成：au为80％～85％，ni为15％～20％，原料的重量份数之和为100％；

该工艺方法中所述的叶轮为小直径窄流道离心叶轮。

具体的，该工艺方法中的钎焊采用真空钎焊法，真空钎焊法的工艺参数为：真空炉内的压力为5×10^-3pa～5×10^-2pa，钎焊温度为980～1050℃。

具体的，该工艺方法中的性能热处理工艺采用气淬回火工艺进行调质，具体的调质工艺参数为：淬火温度为880±5℃，回火温度为620±5℃。

具体的，该方法具体按照以下步骤进行：

步骤一，钎焊前检查：

钎焊前将轮盖和轮盘进行扣合检查，采用对中工装将轮盖和轮盘进行对中，检查每个叶片与轮盖的间隙≤0.05mm；

步骤二，钎料制备：

钎料设置为带状薄膜，钎料的跨度为150mm，钎料的厚度为0.05mm，将钎料按照叶轮的叶片形状剪切；

步骤三，钎焊前清洗：

钎料及待钎焊的叶轮第一遍采用丙酮清洗，第二遍采用气油清洗；

步骤四，叶轮与钎料安装：

将钎料安装在叶轮的叶片与轮盘中间，保持固定，得到装配好的叶轮；

步骤五，钎焊：

将装配好的叶轮放置在真空炉内，抽真空至真空炉内的压力为5×10^-3pa～5×10^-2pa，保持真空炉内的压力，升高炉内温度至钎焊温度，保温30～60分钟，然后冷却至淬火温度；

步骤六，性能热处理：

当真空炉的炉内温度到达淬火温度后，保温2～4小时，采用淬火介质冷却到65℃以下，出炉；将经过淬火后的叶轮转移至常压的井式炉中，将井式炉加热到回火温度，保温6～8小时，冷却到65℃以下，叶轮钎焊完成。

优选的，所述的淬火介质为99％纯度的n2。

具体的，所述的小直径窄流道离心叶轮的直径≤600mm，流道高度出气边≤20mm。

优选的，所述的au基钎料，以重量份数计，由以下原料制成：au为82％，ni为18％。

本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的叶轮材料及钎料组合钎焊方法，通过采用工艺简单、成本较低的au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮代替其它材料或者工艺方法来制造叶轮，实现成本低、质量可靠的叶轮制造方法，该工艺方法制造的叶轮在流程工业中有很多需求。

附图说明

图1是小直径窄流道离心叶轮的整体结构示意图。

图2是轮盘和叶片的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-轮盘，2-叶片，3-轮盖，4-进气边，5-出气边。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

本发明中的小直径窄流道离心叶轮，如图1至图2所示，包括轮盘1，轮盘1上沿着径向布设有多个结构相同的叶片2，叶片2上盖合有轮盖3。叶片2位于轮盘1中心的一侧为进气边4，叶片2位于轮盘1边缘的一侧为出气边5。优选的，叶片数为19个。

本发明的工艺方法的小直径窄流道离心叶轮为具有耐一般性腐蚀介质、强度介于650mpa至800mpa要求的小直径窄流道离心叶轮。

本发明的工艺方法的小直径窄流道离心叶轮无法整体铣制，而且对于叶轮尺寸精度要求较高。

本发明的工艺方法制造过程中的关键为确定材料与钎料的组合、钎焊工艺规范。

钎料的成分确定：根据叶轮材料化学成分及力学性能指标，确定适合于该要求的钎焊用钎料种类及成分，只有采用本发明的配比成分的钎料来钎焊cr13材料才能达到力学性能的匹配性。保证钎焊后叶轮及钎焊缝力学性能达到抗拉强度≥650mpa。

叶轮材料的气淬+回火工艺确定：叶轮钎焊是在加热炉内进行，采用气淬方法调整力学性能。

钎缝c型超声波检验：要求钎着率≥95％；

力学性能试验：要求抗拉强度≥650mpa。

轮调整处理：叶轮钎焊完成后进行调整处理。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例给出一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法：

该工艺方法以cr13不锈钢作为叶轮的叶轮材料；

该工艺方法以au基钎料进行钎焊制备叶轮，au基钎料，以重量份数计，由以下原料制成：au为82％，ni为18％。

该工艺方法中叶轮为小直径窄流道离心叶轮。

具体的，该工艺方法中的钎焊采用真空钎焊法，真空钎焊法的工艺参数为：真空炉内的压力为5×10^-3pa～5×10^-2pa，钎焊温度为980～1050℃。

具体的，该工艺方法中的性能热处理工艺采用气淬回火工艺进行调质，具体的调质工艺参数为：淬火温度为880±5℃，回火温度为620±5℃。

具体的，该方法具体按照以下步骤进行：

步骤一，钎焊前检查：

钎焊前将轮盖和轮盘进行扣合检查，采用对中工装将轮盖和轮盘进行对中，检查每个叶片与轮盖的间隙≤0.05mm；

步骤二，钎料制备：

钎料设置为带状薄膜，钎料的跨度为150mm，钎料的厚度为0.05mm，将钎料按照叶轮的叶片形状剪切；

步骤三，钎焊前清洗：

钎料及待钎焊的叶轮第一遍采用丙酮清洗，第二遍采用高纯度气油清洗；

步骤四，叶轮与钎料安装：

将钎料安装在叶轮的叶片与轮盘中间，保持固定，得到装配好的叶轮；

步骤五，钎焊：

将装配好的叶轮放置在真空炉内，抽真空至真空炉内的压力为5×10^-3pa～5×10^-2pa，保持真空炉内的压力，升高炉内温度至钎焊温度，保温30～60分钟，然后冷却至淬火温度；

步骤六，性能热处理：

当真空炉的炉内温度到达淬火温度后，保温2～4小时，采用淬火介质快速冷却到65℃以下，出炉；将经过淬火后的叶轮转移至常压的井式炉中，将井式炉加热到回火温度，保温6～8小时，冷却到65℃以下，叶轮钎焊完成。

优选的，淬火介质为99％纯度的n2。

具体的，小直径窄流道离心叶轮的直径≤600mm，流道高度出气边≤20mm。

本实施例焊接的小直径窄流道离心叶轮，经过钎缝c型超声波检验和力学性能试验的检测，合格，焊接成功。

实施例2：

本实施例给出一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法，该方法与实施例1基本相同，区别仅仅在于au基钎料不同，本实施例中的au基钎料，以重量份数计，由以下原料制成：au为84％，ni为16％。

本实施例焊接的小直径窄流道离心叶轮，经过钎缝c型超声波检验和力学性能试验的检测，合格，焊接成功。

实施例3：

本实施例给出一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法，该方法与实施例1基本相同，区别仅仅在于au基钎料不同，本实施例中的au基钎料，以重量份数计，由以下原料制成：au为85％，ni为15％。

本实施例焊接的小直径窄流道离心叶轮，经过钎缝c型超声波检验和力学性能试验的检测，合格，焊接成功。

实施例4：

本实施例给出一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法，该方法与实施例1基本相同，区别仅仅在于au基钎料不同，本实施例中的au基钎料，以重量份数计，由以下原料制成：au为80％，ni为20％。

本实施例焊接的小直径窄流道离心叶轮，经过钎缝c型超声波检验和力学性能试验的检测，合格，焊接成功。

对比例1：

本对比例给出一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法，该方法与实施例1基本相同，区别仅仅在于au基钎料不同，本实施例中的au基钎料，以重量份数计，由以下原料制成：au为73％，ni为27％。

本对比例的焊接过程失败，c型超声波方法检验，钎着率＜95％。无法获得焊接合格的小直径窄流道离心叶轮。采用此种au：ni配比的钎料，由于钎料配比不合适，钎焊热处理完成后，有些叶片未能钎着上，钎着率不合格，不能保证叶轮焊接成功。

对比例2：

本对比例给出一种au基钎料钎焊cr13不锈钢叶轮工艺方法，该方法与实施例1基本相同，区别仅仅在于，钎焊工艺不同，该工艺方法的钎焊工艺为：

钎焊采用真空钎焊法，真空钎焊法的工艺参数为：真空炉内的压力为5×10^-3pa～5×10^-2pa，钎焊温度为900℃；

本对比例的焊接过程失败，c型超声波方法检验，钎着率＜95％。无法获得焊接合格的小直径窄流道离心叶轮。采用的钎焊温度与钎料的配比不合适，钎焊热处理完成后，有些叶片未能钎着上，钎着率不合格，不能保证叶轮焊接成功。

从上述对比例1、对比例2和实施例1的对比可以看出，叶轮钎焊成型过程中，钎料的配比与钎焊温度的匹配是十分严苛的，仅采用本申请钎料配比，未采用相适宜的钎焊温度，钎焊失败；未采用本申请钎料配比，采用本专利钎焊温度，仍然不能钎焊成功。只有按照本申请的钎料配比及钎焊温度范围，才能确保叶轮成型成功。