PART01

水輪機軸鍛造工藝的挑戰與機遇

水輪機軸作為水力發電設備的核心部件，不僅是能量轉化的物理載體，更是水電系統安全與經濟性的基石。其設計、制造與維護水平直接決定著機組的發電效率、使用壽命及抗風險能力。在鍛造工藝方面，水輪機軸面臨諸多技術挑戰，尤其是大型鍛件（直徑可達1.5米，長度超過10米）易出現成分偏析和晶粒粗大等問題。由于結構尺寸龐大，端部鍛造流動缺陷可能導致材料去除量增加，影響材料利用率，同時鍛后熱處理的淬透性控制也至關重要。傳統的試錯法制定工藝不僅研發周期長，試制成本也較高，因此需要在材料性能、成型精度、缺陷控制及后續處理等環節進行綜合優化。

 

PART02

Simufact Forming：

鍛造工藝的“數字實驗室”

海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過仿真的方式實現鍛造成形工藝虛擬試錯，通過對成形過程中材料流動、溫度、應力、應變、折疊缺陷、設備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優化鍛造工藝。

PART03

水輪機軸優化材料利用率的挑戰

在水輪機軸的制造過程中，提高材料利用率對控制成本至關重要。材料損耗主要來自底部廢料、過渡區域切除、端部鼓包修整以及其他工藝性損耗。

 

該團隊熱衷于優化大型直徑水輪機軸鑄錠的重量，對材料利用效率提出了極高要求，這需要在整個鍛造工藝中采取系統性優化措施。其中，解決端部膨脹導致的材料損失尤為關鍵——膨脹不僅會增加鍛件重量，還會影響最終成型精度。

傳統工藝通常在開槽后對底部廢料進行熱切割，但將其整合到最終產品中存在技術難點。若將底部廢料保留作為軸體的一部分，雖可提高材料利用率，卻會加劇鍛造過程的復雜性：金屬流動的不可預測性可能直接影響鍛件質量。因此，如何在提升材料利用率與控制工藝風險之間取得平衡，成為一項需要綜合解決方案的多維度挑戰。

 

PART04

利用海克斯康

Simufact Forming優化鍛造工藝過程

該公司采用了海克斯康的 Simufact Forming軟件對該工藝流程進行全流程仿真模擬。其主要目的是研究在多次鍛造操作過程中底部廢料的流動情況，并分析底部廢料的流動對主要部件質量的影響。

通過Simufact Forming軟件的模擬分析，團隊系統研究了鐓粗、拉伸及多次鍛造等關鍵工藝環節的熱鍛過程，重點觀察了開坯鍛造階段的材料流動特性。模擬結果清晰揭示了軸底部廢料中不合格材料的流動規律，為工藝優化提供了依據。

 

基于這些發現，團隊對鍛造工藝進行了針對性改進：優化后的鐓粗輪廓有效阻止了材料在鐓粗和拉伸過程中向主體流動，新增的設計曲率則通過阻流作用減少了材料內滲造成的凸起效應，成功實現了底部廢料與合格材料的有效分離，確保廢料始終保留在端部區域。

PART05 成效：材料利用率提升5%的突破

通過Simufact Forming鍛造模擬：該公司成功優化了鍛造工藝，在確保底部廢料完整性的同時實現了顯著效益。工藝改進后材料利用率提升超過5%，不僅有效降低了生產成本，增強了市場競爭力。此外，優化的工藝還帶來了尺寸精度的提升，大幅減少了車間試驗次數，在保證質量的同時進一步節約了時間和成本。

相關產品鏈接：https://www.anscos.com/simufact.html

更多信息 請關注庭田科技

全國熱線：400 633 6258

官方郵箱：info@anscos.com

【文章來自海克斯康工業軟件】