CN102172703A - 一种复合钢板球冠的热压成形方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合钢板球冠的热压成形方法，加热后的复合钢板坯料放在下模圈上并用压边圈压住，上模下压坯料同时下模圈压紧复合钢板坯料，其中，所述热压成形方法包括如下步骤：1）采用三次分步压制，每次下压深度依次增加直至目标深度；2）每次压制后，工件立即进炉加热，待炉膛温度升至压制温度并保温一段时间后再出炉压制，最终热压成形后空冷至室温。本发明提供的复合钢板球冠的热压成形方法，通过三次分步压制，避免每次压制即将成形时因压边圈压力过大而造成球冠局部鼓泡,且达到了较好的成形尺寸精度。

Description

一种复合钢板球冠的热压成形方法
技术领域
本发明涉及一种金属球冠热压成形方法，尤其涉及一种复合钢板球冠的热压成形方法。
背景技术
安注箱用于对堆芯进行充分冷却，是安全系统的一个重要组成部分。安注箱为球形，其结构材料为碳钢，安注箱的内表面为一层不锈钢材料。安注箱底部由裙状底座支撑。内盛有硼水，硼水被压缩氮气覆盖，以便在必要的情况下快速注入液流。从AP1000核电的安注箱的设计目的来看，其必要条件是其受压部件具有高强度和耐硼水腐蚀的性能，需要高强度和耐腐蚀的材料进行制造，因此选用了ASME牌号为SA533 Type.B Class.1+SA240 Type.304L，规格为（55+5）mm的复合钢板。安注箱的基本结构主要包括上球冠、中间筒身与下球冠。封头成形加工方法主要有冷、热冲压，冷、热旋压，冷、热卷制或相互配制等方法。根据原材料的力学性能，安注箱的复合钢板球冠采用模具热压成形。
现有热压成形方法一般采用一次冲压成形方法，如图1所示，加热后的复合坯料4放在下模圈3上并用压边圈2压住，上模1下压坯料同时压边圈3压紧坯料4并直接压制到所需深度。上述方法存在问题有：局部会产生鼓泡。球冠的坯料直径在φ5600mm，理论上成形后的曲率在SR2388mm，球冠上端面的直径在φ4264mm，深度达到1313mm。由于设备能力的限制，下模无法采用整体模形式而采用压边圈加下模圈形式。此时如果一次冲压成形，为了能达到要求尺寸，压边圈必须压紧坯料，在即将成形时就会因压边圈压力过大造成球冠局部鼓泡。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种复合钢板球冠的热压成形方法，避免球冠局部鼓泡且达到了较好的成形尺寸精度。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种复合钢板球冠的热压成形方法，加热后的复合钢板坯料放在下模圈上并用压边圈压住，上模下压坯料同时下模圈压紧复合钢板坯料，其中，所述热压成形方法包括如下步骤：
1）采用三次分步压制，每次下压深度依次增加直至目标深度；2）每次压制后，工件立即进炉加热，待炉膛温度升至压制温度并保温一段时间后再出炉压制，最终热压成形后空冷至室温。
上述的复合钢板球冠的热压成形方法，其中，所述步骤2）中的压制温度为950℃～990℃，每次压制时以≤200℃/小时的升温速率加热至压制温度，两次压制间复合钢板坯料的温度不低于730℃。
上述的复合钢板球冠的热压成形方法，其中，所述步骤2）中三次压制保温时间分别为75分钟、30分钟、30分钟。
上述的复合钢板球冠的热压成形方法，其中，所述复合钢板坯料直径为φ5600mm，所述步骤2）中三次压制深度分别为900mm、1050mm、1350mm。
上述的复合钢板球冠的热压成形方法，其中，热压前对上模表面进行打磨处理；在进炉加热前，对复合钢板坯料进行吹扫处理。
上述的复合钢板球冠的热压成形方法，其中，所述复合钢板坯料厚度为55～60mm。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的复合钢板球冠的热压成形方法，通过三次分步压制，避免每次压制即将成形时因压边圈压力过大而造成球冠局部鼓泡,且达到了较好的成形尺寸精度。
附图说明
图1为本发明复合钢板球冠热压成形装置结构示意图；
图2为本发明复合钢板球冠热压成形工艺温度曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图2为本发明复合钢板球冠热压成形工艺温度曲线图。
请参见图1和图2，本发明复合钢板采用牌号为SA533 Type.B Class.1+SA240 Type.304L，规格为（55+5）mm的复合钢板，坯料尺寸为φ5600mm。
在压制前，压边圈2上与球冠不锈钢复层接触的区域、上模1表面最好打磨光滑。在进炉加热前，球冠不锈钢复层最好吹扫干净，不得有颗粒性杂物。
本发明复合钢板球冠热压成形方法采用三次分步压制，每次下压深度依次增加直至目标深度，每次压制的参数请参见表1。
表1
上模曲率mm 上模下压深度mm 上模压力t 压边圈压力t 下模圈内径/外径mm 压边圈内径/外径mm
第一次压制 SR2410 900 2000～2200 1200～1400 φ4070/φ5000 φ4000/φ5000
第二次压制 SR2410 1050 2200～2400 1200～1400 φ4200/φ5200 φ4600/φ5200
第三次压制 SR2410 1350 2400～2600 2000～2200 φ4400/φ5200 φ4600/φ5200
每次压制后，工件立即进炉加热，待炉膛温度升至压制温度并保温一段时间后再出炉压制，最终热压成形后空冷至室温。上下球冠压制加热曲线如图2。
具体来说，复合钢板坯料4进炉后以≤200℃/小时的升温速率加热至970°±20°并保温75分钟后出炉，加热后的复合坯料4放在下模圈3上并用压边圈2压住，上模1下压坯料同时压下模圈3压紧坯料4并进行第一次压制，压制深度为900mm；第一次压制成形后复合钢板坯料4立即回炉再次以≤200℃/小时的升温速率加热至970±20°并保温30分钟；出炉进行第二次压制，压制深度为1050mm；第二次压制成形后复合钢板坯料4立即回炉再次以≤200℃/小时的升温速率最后加热至970±20°并保温30分钟，然后出炉进行第三次压制，压制深度为1350mm。为了保证热处理效率，三次压制尽量要连续进行，即两次压制间复合钢板坯料4的温度不低于730℃。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种复合钢板球冠的热压成形方法，加热后的复合钢板坯料（4）放在下模圈（3）上并用压边圈（2）压住，上模（1）下压坯料同时下模圈（3）压紧复合钢板坯料（4），其特征在于，所述热压成形方法包括如下步骤：
1）采用三次分步压制，每次下压深度依次增加直至目标深度；
2）每次压制后，工件立即进炉加热，待炉膛温度升至压制温度并保温一段时间后再出炉压制，最终热压成形后空冷至室温。
2.如权利要求1所述的复合钢板球冠的热压成形方法，其特征在于，所述步骤2）中的压制温度为950℃～990℃，每次压制时以≤200℃/小时的升温速率加热至压制温度，两次压制间复合钢板坯料（4）的温度不低于730℃。
3.如权利要求1所述的复合钢板球冠的热压成形方法，其特征在于，所述步骤2）中三次压制保温时间分别为75分钟、30分钟、30分钟。
4.如权利要求1所述的复合钢板球冠的热压成形方法，其特征在于，所述复合钢板坯料（4）直径为φ5600mm，所述步骤2）中三次压制深度分别为900mm、1050mm、1350mm。
5.如权利要求1～4所述的任一复合钢板球冠的热压成形方法，其特征在于，热压前对上模（1）表面进行打磨处理；在进炉加热前，对复合钢板坯料（4）进行吹扫处理。
6.如权利要求1～4所述的任一复合钢板球冠的热压成形方法，其特征在于，所述复合钢板坯料（4）厚度为55～60mm。
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