CN101844291A - 大型核电用球形封头产品的成型方法及成型模具 - Google Patents

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胡朝备
赵喜林
董屹
王宗行
贾天义
闫志忠
杨观强
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Abstract

本发明公开了一种大型核电用球形封头产品的成型方法,通过以下步骤进行球形封头的成型:第一步,锻压;第二步,加工坯料;第三步,冲压成型。其中冲压成型步骤中采用专用成型模具进行。本发明采用成形模具进行成型,不仅能够大大提高封头的表面质量,冲型的壁厚均匀,不会因变形不均匀造成微裂纹的产生,使封头的外形质量更好;而且能更好地贴合模具表面,更好地修整外形,无需额外的加放余量,封头的外形尺寸及圆度更优。本发明还公开了一种成型模具。

Description

大型核电用球形封头产品的成型方法及成型模具
技术领域
[0001] 本发明涉及一种锻压成型方法,具体涉及一种大型核电用球形封头产品的成型方 法。本发明还涉及一种成型模具。
背景技术
[0002] 核电项目中需要使用到大型的压力容器设备,这种压力容器是由两个球形封头与 多个筒体组合,并通过环缝堆焊形成的密闭容器。因此这种等壁厚的碗状球形封头是核电 设备中的关键零件。
[0003] 随着压力容器容积的加大,球形封头的开口直径随之加大,用于加工这种球形封 头的圆饼坯料直径则更加的大,目前已知在生产的封头圆饼坯料直径在7200mm左右。
[0004] 目前球形封头的加工方法是,采用这种大型的整体圆饼坯料,在开口成形模具中, 利用球形凸模进行冲压成形。用这种方法生产锻件,存在加工余量大,所需坯料重量大,制 造成本高,产品质量差等许多不足之处。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种大型核电用球形封头产品的成型方法,它 可以提高封头的质量。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明大型核电用球形封头产品的成型方法的技术解决方 案为,通过以下步骤进行球形封头的成型:
[0007] 第一步,锻压;采用镦粗一强压一中心压实法,压实坯料一镦剥完工毛坯的工艺 方法,锻出直径不小于5米的圆饼坯料;
[0008] 第二步,加工坯料;锻压结束后进行锻后热处理,而后对坯料进行探伤,确保坯料 无内在缺陷;然后对坯料进行机加工,将加工余量去除,并保证工件的表面粗糙度;最后进 行热处理,采取相应除应力回火热处理,消除内应力,避免冲压过程因应力导致的裂纹;
[0009] 第三步,冲压成型。
[0010] a、安装成型模具;将成型模具的上模固定连接于压机的上砧座上,将连接有下模 的下模圈放置于压机的台面上;安装时确保上模外表面、下模内表面及下模圈同心,并使装 配高度不大于上砧座的抬升高度;
[0011] b、将模具预热;
[0012] c、将毛坯加热后放置于下模上;
[0013] d、将毛坯冲压成型。
[0014] 本发明还提供一种成型模具,其技术解决方案为:
[0015] 包括上模、下模、下模圈;上模设置于下模的上方,下模圈设置于下模的底部;上 模外表面、下模内表面及下模圈同心;上模为半球形的冲压头,其直径与球形封头的内径相 同;下模内表面的形状、直径与球形封头的外表面相同。
[0016] 本发明可以达到的技术效果是:[0017] 本发明采用成形模具进行成型,不仅能够大大提高封头的表面质量,冲型的壁厚 均勻,不会因变形不均勻造成微裂纹的产生,使封头的外形质量更好;而且能更好地贴合模 具表面,更好地修整外形,无需额外的加放余量,封头的外形尺寸及圆度更优。
[0018] 本发明操作简单,成型可靠性高,外形尺寸好,加工周期短。
附图说明
[0019] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
[0020] 图1是圆饼坯料的示意图;
[0021] 图2是本发明成形模具的结构示意图;
[0022] 图3是将模具安装于压机上,并将毛坯置于模具的示意图;
[0023] 图4是在模具上将毛坯冲压成型示意图。
[0024] 图中,1上模,2下模,3下模圈,4螺栓,5上砧座。
具体实施方式
[0025] 如图1所示,本发明大型核电用球形封头产品的成型方法,通过以下步骤进行球 形封头的成型:
[0026] 第一步,锻压;采用镦粗一强压一中心压实法,压实坯料一镦剥完工毛坯的工艺 方法,锻出如图1所示的直径不小于5米的圆饼坯料。
[0027] 在保证锻造比,同时保证质量的前提下,通过交叉镦剥,锻出圆饼状毛坯。此步骤 的关键在于保证质量,这将决定封头的各种性能的好坏。
[0028] 第二步,加工毛坯;锻压结束后进行锻后热处理,而后对坯料进行探伤,确保坯料 无内在缺陷后,对坯料进行机加工,将加工余量去除,并保证工件的表面粗糙度;最后进行 热处理,采取相应除应力回火热处理,消除内应力,避免冲压过程因应力导致的裂纹;为下 一步冲压变形做准备。
[0029] 第三步,冲压成型。成型过程在一套成型模具上进行。
[0030] 如图2所示,成型模具包括上模1、下模2、下模圈3 ;下模圈3设置于下模2的底部。
[0031] 上模1为凸模,其形状为半球形的冲压头,直径与球形封头的内径相同。在保证必 需的刚度和强度要求下,为减轻上模1的重量,可进行上模1的内部镂空,即有规律的挖空。
[0032] 下模2为凹模,其内表面的形状、直径与球形封头的外表面直径相同,并在成型能 够紧密接触;从保证强度和减轻模具重量考虑,下模2的外部为镂空,即有规律的去取部分 材料。
[0033] 本发明在下模2的底部设置有下模圈3,防止封头圆弧最低点接触台面。
[0034] 1、安装模具;
[0035] 将本发明成型模具安装于现有的压机上,压机包括上砧座5、台面;上砧座5可随 压机动梁做上下运动,上砧座5的抬升高度为氏。
[0036] 如图3所示,上模1通过螺栓4固定连接于压机的上砧座5上,下模圈3放置于压 机的台面上。
[0037] 安装时确保上模1的外表面、下模2内表面及下模圈3同心,并使装配高度H不大于上砧座5的抬升高度氏。
[0038] 2、将模具预热250士 10°C,在上模1的外表面、下模2的内表面涂上润滑剂。
[0039] 3、将毛坯加热至1000〜1050°C,放置于下模2上,如图3所示。
[0040] 4、冲压;将毛坯冲压成型,如图4所示,并使毛坯的温度保持在1000〜1050°C,整 个冲压过程在8分钟左右。
[0041] 本发明在冲压过程,封头的绝大多数的表面与模具接触,因此完全可保证产品的 外形尺寸,壁厚的均勻性。

Claims (9)

  1. 一种大型核电用球形封头产品的成型方法,其特征在于:通过以下步骤进行球形封头的成型:第一步,锻压;采用镦粗--强压--中心压实法,压实坯料--镦剥完工毛坯的工艺方法,锻出直径不小于5米的圆饼坯料;第二步,加工坯料;锻压结束后进行锻后热处理,而后对坯料进行探伤,确保坯料无内在缺陷;然后对坯料进行机加工,将加工余量去除,并保证工件的表面粗糙度;最后进行热处理,采取相应除应力回火热处理,消除内应力;第三步,冲压成型。
  2. 2.根据权利要求1所述的大型核电用球形封头产品的成型方法,其特征在于:所述第 三步冲压成型的具体步骤分为:a、安装成型模具;将成型模具的上模固定连接于压机的上砧座上,将连接有下模的下 模圈放置于压机的台面上;安装时确保上模外表面、下模内表面及下模圈同心,并使装配高 度不大于上砧座的抬升高度;b、将模具预热;C、将毛坯加热后放置于下模上;d、将毛坯冲压成型。
  3. 3.根据权利要求1所述的大型核电用球形封头产品的成型方法,其特征在于:所述第 一步中的镦剥为交叉镦剥。
  4. 4.根据权利要求2所述的大型核电用球形封头产品的成型方法,其特征在于:所述b 步骤中模具的预热温度为250士 10°C。
  5. 5.根据权利要求2所述的大型核电用球形封头产品的成型方法,其特征在于:所述c 步骤中毛坯的加热温度为1000〜1050°C。
  6. 6.根据权利要求2所述的大型核电用球形封头产品的成型方法,其特征在于:所述d 步骤中冲压过程中使毛坯的温度保持在1000〜1050°C。
  7. 7. —种权利要求1所述的成型模具,其特征在于,包括上模、下模、下模圈;上模设置于 下模的上方,下模圈设置于下模的底部;上模外表面、下模内表面及下模圈同心;上模为半 球形的冲压头,其直径与球形封头的内径相同;下模内表面的形状、直径与球形封头的外表 面相同。
  8. 8.根据权利要求7所述的成型模具,其特征在于:所述上模的内部为有规律的镂空。
  9. 9.根据权利要求7所述的成型模具,其特征在于:所述下模的外部为有规律的镂空。
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