CN103567341B - Cap1400核电压力容器接管段的锻造成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，包括如下步骤：第一步，将钢锭锻制成等壁厚直筒体坯料；第二步，通过芯棒拔长第一步所得到的直筒体坯料，使其变成三段台阶式筒体；第三步，通过芯棒逐段扩孔；顺序为由小端到大端，先使小端筒体的内孔直径扩大到工艺要求尺寸，然后以小端内孔直径为基准，依次扩中段筒体和大端筒体的内孔直径，并且使每一段的内孔直径的增长量是相等的。本发明通过分段扩孔，使不同直径段的筒体最终达到内径相同，外径不同的不等壁厚台阶式筒体。本发明能够极大程度地使锻件的形状和尺寸接近产品最终的尺寸，提高锻件的材料利用率约20％，减少锻件后续机加工的切削量，减少工时，降低产品成本。

Description

CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法
技术领域
本发明涉及一种核电设备的锻造成型方法，具体涉及一种CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法。
背景技术
CAP1400核电系统是在AP1000的基础上开发的第三代核电系统，具有技术先进、效率高、安全性能好等特点，将是未来几十年发展的主要堆型。CAP1400的核岛部件比AP1000的核岛部件尺寸更大，制造难度也更大。其中接管段为核电压力容器中的重要部件，位于压力容器顶盖和下筒体之间，与管嘴连接，性能要求很高，并且其为不等壁厚的台阶式筒体，如图1所示，直径达到5000mm以上，高度约在4000mm以上。
目前这类不等壁厚台阶式筒体的大型锻件主要是通过锻造成直筒体，然后通过后续切削加工来完成，但是这种加工方式材料利用率低，制造周期长，制造成本比较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，它可以形成不等壁厚台阶式筒体。
为解决上述技术问题，本发明CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法的技术解决方案为，包括如下步骤：
第一步，将钢锭锻制成等壁厚直筒体坯料；
工序一，将钢锭压钳把，气割钳把和锭尾；
工序二，采用上下漏盘镦粗板镦粗钢坯；
工序三，拔长钢坯，按工艺要求气割坯料；
工序四，镦粗钢坯至工艺要求尺寸，并对其冲孔；
工序五，采用芯棒将钢坯拔长成直筒体，并平整其两端面。
第二步，通过芯棒拔长第一步所得到的直筒体坯料，使其变成三段台阶式筒体；所述三段台阶式筒体中三段筒体的长度按筒体直径由小到大依次增长100～200mm。
第三步，通过芯棒逐段扩孔；顺序为由小端到大端，先使小端筒体的内孔直径扩大到工艺要求尺寸，然后以小端内孔直径为基准，依次扩中段筒体和大端筒体的内孔直径，并且使每一段的内孔直径的增长量是相等的；
当内孔直径剩余10％的变形余量时，每次扩孔由小端筒体搭接中段筒体，搭接量为100～200mm；
即将完工时，使小端筒体与中段筒体外径一致，由中段筒体搭接大端筒体，搭接量为100～200mm，并保证大端筒体长度满足锻件工艺尺寸，最终扩孔完工。
所述第三步逐段扩孔分为两个火次，其余各步为一个火次。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明通过分段扩孔，使不同直径段的筒体最终达到内径相同，外径不同的不等壁厚台阶式筒体。
本发明能够极大程度地使锻件的形状和尺寸接近产品最终的尺寸，提高锻件的材料利用率约20％，减少锻件后续机加工的切削量，减少工时，降低产品成本。
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CAP1400核电压力容器接管段的示意图；
图2是本发明CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法中经拔长后所得到的台阶式筒体的示意图；
图3是本发明的分段扩孔的示意图。
具体实施方式
本发明CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，用于形成不等壁厚台阶式筒体，包括如下步骤：
第一步，通过镦粗和拔长相结合的方法，将钢锭锻制成等壁厚直筒体坯料；等壁厚直筒体的壁厚能够保证后续的锻造有足够的压下量以及满足不同部分金属材料的分配；
第一步分为以下工序：
工序一，将钢锭压钳把，气割钳把和锭尾；
工序二，采用上下漏盘镦粗板镦粗钢坯；
工序三，拔长钢坯，按工艺要求气割坯料；
工序四，镦粗钢坯至工艺要求尺寸，并对其冲孔；
工序五，采用芯棒将钢坯拔长成直筒体，并平整其两端面；
第二步，通过芯棒拔长第一步所得到的直筒体坯料，使其变成三段台阶式筒体，如图2所示，并且三段筒体的长度按筒体直径由小到大依次增长100～200mm(即相邻台阶间大直径台阶比小直径台阶长100～200mm)；
第三步，通过芯棒逐段扩孔；顺序为由小端到大端，先使小端筒体的内孔直径扩大到工艺要求尺寸，然后以小端内孔直径为基准，依次扩中段筒体和大端筒体的内孔直径，并且每一次扩孔使每一段的内孔直径的增长量是相等的；
如图3所示(图中箭头为扩孔时砧子的移动方向)，当内孔直径剩余10％的变形余量时(即将达到最终尺寸，与最终尺寸之间相差10％)，每次扩孔由小端筒体搭接中段筒体(即使上平砧1处于小端筒体与中段筒体的过渡部分)，搭接量L为100～200mm；
即将完工时(达到最终尺寸)，使小端筒体与中段筒体的外径一致(消除中段筒体，使三段台阶变为两段台阶)，由中段筒体搭接大端筒体(即使上平砧1处于中段筒体与大端筒体的过渡部分)，搭接量L为100～200mm，并保证大端筒体长度满足锻件工艺尺寸，最终扩孔完工。
芯棒扩孔为现有技术，具体为：将工件套设于芯棒上，通过上平砧下压工件，使工件的内孔变大；本发明的改进在于通过芯棒逐段扩孔。
其中，第三步扩孔分为两个火次，其余各步为一个火次。
搭接的作用是能够在形成各段壁厚尺寸不同的台阶的同时，使筒体的各段内径尺寸保持一致。
本发明能够实现不同壁厚筒体的同步等直径扩孔，从而形成不等壁厚台阶式筒体。

Claims (5)

1.一种CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，用于形成不等壁厚台阶式筒体，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，将钢锭锻制成等壁厚直筒体坯料；
第二步，通过芯棒拔长第一步所得到的直筒体坯料，使其变成三段台阶式筒体；
第三步，通过芯棒逐段扩孔；顺序为由小端到大端，先使小端筒体的内孔直径扩大到工艺要求尺寸，然后以小端内孔直径为基准，依次扩中段筒体和大端筒体的内孔直径，并且使每一段的内孔直径的增长量是相等的；
当内孔直径剩余10％的变形余量时，每次扩孔由小端筒体搭接中段筒体；
即将完工时，使小端筒体与中段筒体外径一致，由中段筒体搭接大端筒体，并保证大端筒体长度满足锻件工艺尺寸，最终扩孔完工。
2.根据权利要求1所述的CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，其特征在于，所述第一步具体分为以下工序：
工序一，将钢锭压钳把，气割钳把和锭尾；
工序二，采用上下漏盘镦粗板镦粗钢坯；
工序三，拔长钢坯，按工艺要求气割钢坯；
工序四，镦粗钢坯至工艺要求尺寸，并对其冲孔；
工序五，采用芯棒将钢坯拔长成直筒体，并平整其两端面。
3.根据权利要求1所述的CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，其特征在于，所述三段台阶式筒体中三段筒体的长度按筒体外径由小到大依次增长100～200mm。
4.根据权利要求1所述的CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，其特征在于，所述第三步由小端筒体搭接中段筒体或者由中段筒体搭接大端筒体的搭接量为100～200mm。
5.根据权利要求1所述的CAP1400核电压力容器接管段的锻造成型方法，其特征在于，所述第三步逐段扩孔分为两个火次，其余各步为一个火次。
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