汽轮机叶片加工对刀具的新要求

目前国内的汽轮机行业，普遍面临着订单大量增加、产能严重不足的现象，生产加工效率需要不断提高，高效刀具的大量应用无疑为之提供了一条解决途径。上海汽轮机有限公司目前也在加大高效刀具的投入和推广，同时自身正在积极开发一些技术要求较高的刀具，以适应燃气轮机、超超临界以及核电设备加工的需要。  

    难加工材料 

    目前，为降低发电机组的热耗，汽轮机蒸汽压力和温度越来越高，如百万等级超超临界机组的蒸汽压力高达26MPa,温度提高到600℃；F级燃气轮机初温达1300℃，因而对零件材料的要求也更高了。由于高温合金具有优良的高温强度、热稳定性及抗热疲劳特殊性能。因此在汽轮机及燃气轮机中得到越来越多的广泛使用，这样一来靠原有的刀具进行切削加工就面临很多问题。 

    600MW超临界机组高中压叶片就是一种含铌(Nb)的新材料，加工难度较大，使用原有刀具加工出的铁屑为红颜色，温度十分高(此前对不含铌材料的加工铁屑为浅蓝色)，而且刀片磨损十分厉害，原本一把刀具可完成一个叶片的加工，现在则需要更换4个刀刃。这样不仅加工成本较高，生产效率也难以提升，急需更新刀具材料，我们一直在寻找多家刀具供应商来试制，最终选择了伊斯卡重新压制的新材料的可转位刀片，目前效果不错。此外，600MW超临界机组阀杆的材料也有了更新，现在用的是GH901高温镍基合金材料，深孔加工也面临不少困难，选用了山特维克可乐满的深孔枪钻。 

    上海汽轮机有限公司早在1997年即进口了美国的环形齿铣刀，目前国内也有刀具供应商在做，但无法实现有螺旋槽、带前角，我们目前大量使用的也是零度前角零度螺旋角的，切削性能差，加工效率低。最近，我公司使用新购买的德国SAACKE机床制造出带螺旋角和前角的环形齿铣刀，加工效率可提高2~3倍。 

    精度要求高 

    汽轮机的生产加工难题不仅体现在高温难切削材料上，随着用户要求的不断提高，产品的精度等级也一再提升，在生产中也必须设法实现精度要求。 

    在我公司承接的的国家863计划的燃气轮机项目中，轮盘加工的精度要求很高，其材料为GH2674铁基高温合金，目前利用瓦尔特和伊斯卡的刀具基本实现了轮盘的车削，但轮盘铣削的精度要求还要更高，加工难度更大，其节距公差要求为±4μm，而这一精度要求目前国内刀具供应商都难以保证，我们准备从美国ALDEN公司进口。另外，公司也通过引进德国SAACKE机床和卓勒测量仪，自己攻关，目前自制的轮槽铣刀已能实现1~5μm的节距公差。 

    当然，一般情况下，精度保证主要靠设备，但在汽轮机加工中，尤其是转子的轮槽最后还是要靠刀具来实现。汽轮机加工不像汽车行业大批量生产，属于单件小批量，各种精度要求可能不尽相同，对于新的要求只能不断试验摸索，如供货周期较紧则只能利用现有刀具硬拼，时间充裕的话则充分利用各种途径，包括寻求供应商和自主研发。