CN103084534B - 核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法 - Google Patents

核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法，用于制造圆锥大端直径不小于4000mm，壁厚不小于200mm的锥柱筒形锻件，包括以下步骤：第一步，制坯；制成外圆具有多个台阶的筒形坯料；第二步，预扩锥形；采用直马杠模具，使台阶筒形坯料成为锥形筒体；第三步，扩锥段；采用直马杠模具对锥形筒体的大端进行扩孔；第四步，扩直段；采用直马杠模具对锥形筒体的小端进行扩孔；第五步，扩径定尺；多次重复第三、第四步，直至工件的锥段和直段尺寸满足锻件的尺寸要求。本发明无需特制模具，所制造的锻件尺寸、外形、内外质量和机械性能好。

Description

核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种核电蒸发器锻件的制造方法，具体涉及一种核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法。
背景技术
核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件如图1所示，其特点是由圆锥、圆柱两部分构成，当圆锥大端直径较大(直径不小于4000mm)、壁厚较厚(壁厚不小于200mm)时，锻件的成形难度很大。
目前采用如下三种锻造方法：
第一种，如图2所示，锻成直筒毛坯，依靠吹氧和扩孔锻成锥形筒体零件。这种锻造方法的关键工序是吹氧形成锥形。使用这种方法，材料利用率低，生产周期长。
第二种，直接锻成锥形筒体锻件，如图3所示，将带直壁的过渡锥体直接锻成无直壁的锥筒。这种锻造工艺增加了许多余块，因而材料利用率仍然很低。
第三种，利用型砧马杠成形；采用如图4所示的型砧马杠模具，型砧马杠模具包括型砧1、马杠2，马杠2架设于马架3上，马杠2上固定套设有型砧1；马杠2的上方设置有上砧4。加工过程中，将工件10套在型砧1上，使上砧4以一定的压下量压工件10，使工件10局部减薄；压完一砧，转动马杠2，带动工件10转动一定的角度，接着压下一砧；如此反复压工件10，直至达到锻件的尺寸要求。
这种方法是靠型砧完成成形过程，工具复杂，不仅存在很大的轴向力，而且锥度不同时需制作不同锥度的型砧马杠。
上述三种方法均存在成本高，效率低的缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法，它可以低成本、高效率地制造锥柱筒形锻件。
为解决上述技术问题，本发明核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法的技术解决方案为，用于制造圆锥大端直径不小于4000mm，壁厚不小于200mm的锥柱筒形锻件，包括以下步骤：
第一步，制坯；将钢锭压成高径比小于2的圆柱形毛坯，然后将圆柱形毛坯制成外圆具有多个台阶的筒形坯料；
所制成的台阶筒形坯料至少具有三个台阶。
第二步，预扩锥形；采用直马杠模具，使台阶筒形坯料成为锥形筒体；
所述直马杠模具包括马杠，马杠架设于马架上，马杠的上方设置有上砧；所述上砧为平砧。
将加热好的台阶筒形坯料套在马杠上，使上砧下压台阶筒形坯料，对台阶筒形坯料进行扩孔；依次下压台阶筒形坯料的多个台阶，使台阶筒形坯料变成锥形筒体；
第三步，扩锥段；采用直马杠模具对锥形筒体的大端进行扩孔；
使上砧下压锥形筒体坯料的大端，以增大坯料大端的锥度，使其成为“锥-锥”筒体；
第四步，扩直段；采用直马杠模具对锥形筒体的小端进行扩孔；
使上砧下压锥形筒体坯料的小端，以减小坯料小端的锥度，使其成为“锥-柱”筒体；
第五步，扩径定尺；多次重复第三、第四步，直至工件的锥段和直段尺寸满足锻件的尺寸要求。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明无需特制模具，所制造的锻件尺寸、外形、内外质量和机械性能好。
附图说明
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：
图1是核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的示意图；
图2至图4是现有技术锥柱筒形锻件的制造方法的示意图；
图5是采用本发明制成的台阶筒形坯料的示意图；
图6是本发明所使用的直马杠模具的示意图；
图6a、6b、6c是本发明在预扩锥形过程中坯料、上砧、马杠、马架的位置关系示意图；
图6d是本发明预扩锥形后得到的锥形筒体坯料的示意图；
图7a是本发明在扩锥段过程中坯料、上砧、马杠、马架的位置关系示意图；
图7b是本发明扩锥段后得到的“锥-锥”筒体坯料的示意图；
图8a是本发明在扩直段过程中坯料、上砧、马杠、马架的位置关系的示意图；
图8b是本发明扩直段后得到的“锥-柱”筒体的示意图。
图中附图标记说明：
1 为型砧，            2 为马杠，
3 为马架，            4 为上砧，
10 为工件，           5 为上砧。
具体实施方式
本发明核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法，用于制造圆锥大端直径不小于4000mm，壁厚不小于200mm的锥柱筒形锻件，包括以下步骤：
第一步，制坯；通过倒棱、拔长、气割下料将钢锭压成高径比小于2的圆柱形毛坯；然后再通过镦粗、冲孔、芯棒拔长将圆柱形毛坯制成外圆具有多个台阶的筒形坯料；如图5所示，筒形坯料可以具有三个台阶；
第二步，预扩锥形；采用如图6所示的直马杠模具，使台阶筒形坯料成为锥形筒体；
直马杠模具包括马杠2，马杠2架设于马架3上，马杠2的上方设置有上砧5，上砧5为平砧，即上砧5的下底面为平面；
将加热好的台阶筒形坯料套在马杠2上，使上砧4下压台阶筒形坯料，对台阶筒形坯料进行扩孔，扩孔时使上砧4与坯料沿轴向满砧接触(即上砧4与坯料的加工部位完全接触)；先压第一个台阶，如图6a所示，再压第二个台阶，如图6b所示，最后压第三个台阶，如图6c所示，最终使台阶筒形坯料变成锥形筒体，如图6d所示；
第三步，扩锥段；采用直马杠模具对锥形筒体的大端进行扩孔；
如图7a所示，使上砧4下压锥形筒体坯料的大端，以增大坯料大端的锥度，使其成为如图7b所示的“锥-锥”筒体；
第四步，扩直段；采用直马杠模具对锥形筒体的小端进行扩孔；
如图8a所示，使上砧4下压锥形筒体坯料的小端，以减小坯料小端的锥度，使其成为如图8b所示的“锥-柱”筒体；
第五步，扩径定尺；多次重复第三、第四步，直至工件的锥段和直段尺寸满足锻件的尺寸要求。
本发明可应用于制造核电蒸发器的过渡锥体，适用于生产CPR核电过渡锥体锻件、AP1000核电过渡锥体锻件、CAP1400核电过渡锥体锻件等直径尺寸较大的“锥-柱筒形”特征的锻件。

Claims (3)

1.一种核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法，其特征在于，用于制造圆锥大端直径不小于4000mm，壁厚不小于200mm的锥柱筒形锻件，包括以下步骤：
第一步，制坯；将钢锭压成高径比小于2的圆柱形毛坯，然后将圆柱形毛坯制成外圆具有多个台阶的台阶筒形坯料；
第二步，预扩锥形；采用直马杠模具，使台阶筒形坯料成为锥形筒体坯料；
将加热好的台阶筒形坯料套在马杠上，使上砧下压台阶筒形坯料，对台阶筒形坯料进行扩孔；依次下压台阶筒形坯料的多个台阶，使台阶筒形坯料变成锥形筒体坯料；
第三步，扩锥段；采用直马杠模具对锥形筒体坯料的大端进行扩孔；
使上砧下压锥形筒体坯料的大端，以增大锥形筒体坯料大端的锥度，使其成为“锥-锥”筒体；
第四步，扩直段；采用直马杠模具对锥形筒体坯料的小端进行扩孔；
使上砧下压锥形筒体坯料的小端，以减小锥形筒体坯料小端的锥度，使其成为“锥-柱”筒体；
第五步，扩径定尺；多次重复第三、第四步，直至工件的锥段和直段尺寸满足锻件的尺寸要求。
2.根据权利要求1所述的核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法，其特征在于：所述直马杠模具包括马杠，马杠架设于马架上，马杠的上方设置有上砧；所述上砧为平砧。
3.根据权利要求1或2所述的核电蒸发器过渡锥体的锥柱筒形锻件的制造方法，其特征在于：所述第一步所制成的台阶筒形坯料至少具有三个台阶。
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