CN105798215A - 热核聚变堆用大型双耳u形零件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，包括以下步骤：1)将原料钢锭加热至始锻温度，然后通过镦粗拔长工序制造出坯料；2)将坯料加热，将冲头和下模预热至300～400℃；3)将冲头、下模放在液压机工作平台上，将坯料放置在下模中；4)启动液压机，利用冲头对坯料进行下压，得到双耳U形锻件；5)将冲头吊出，将下模连同双耳U形锻件翻转180°，从下模底部的通孔中将双耳U形锻件冲出；6)对双耳U形锻件进行冷却，冷却后得到成品的双耳U形零件。

Description

热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，属于锻造技术领域。

背景技术

国际热核聚变实验堆(简称ITER)计划是2005年由欧盟、中国、美国、俄罗斯、日本、韩国和印度七方参加建造的国际热核聚变实验堆，目的是研发出可控核聚变技术，并最终为人类提供无限的、清洁的、安全的新能源。该项目中涉及一种大型双耳U形零件(如图1所示)，该零件采用316LN奥氏体不锈钢材料锻制而成，由于316LN材料属于奥氏体组织，无同素异构转变，晶粒度无法通过热处理进行改善，因此，只有通过控制锻造工艺来保证锻件的晶粒度，又由于该零件形状不规则，316LN材料变形温度范围窄，材料变形抗力大等原因，很难直接锻造成型。

以前，对于该零件的锻制方法为板材和锻件进行焊接，但是由于壁厚差别较大，最薄处仅有10mm，焊接变形大且焊接位置晶粒度粗大，无法满足热核聚变实验堆的特殊使用要求。申请人于2014年在申请号为2014104241045的发明专利申请中公开了一种热核聚变堆用双耳U形锻件锻制方法，该方法采用两件坯料合锻成圆坯料，然后锻造成方形锻件，锯开后再单件进行成型锻造，该方法存在以下问题：1)所使用的钢钉变大，需要的锻压设备随之更大，技术上存在局限性；2)成型工序多，加热火次多，需要制造较多的辅助模具，生产周期长，经济性不高；3)在最终双耳的镦粗成型工序中，双耳部位变形量较大，而锻件其它部位变形量小，锻件整体均匀性不好；4)由于形状复杂，实际操作难度大，产品合格率和稳定性受到一定的影响；5)产品余量大，加工容易变形且加工工时较长，生产效率低。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种新的热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，采用该方法加工出的大型双耳U形零件晶粒细化、成品的整体均匀性好并且制造成品低、生产周期短。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，包括以下步骤：1)将原料钢锭加热至始锻温度，然后通过镦粗拔长工序制造出坯料的毛坯，之后去除毛坯的余量，得到坯料，其中，坯料为一侧带有两呈间隔分布的凸起并且两端各带有一个耳结构的长条状坯料；2)将坯料加热，将冲头和下模预热至300～400℃，其中，冲头为长方形冲头，下模为中部带有矩形深槽、两端带有矩形浅槽且矩形深槽底部带有通孔的冲压用模具；3)将冲头、下模放在液压机工作平台上，将坯料放置在下模中，其中，坯料的两端搭在下模两端的矩形浅槽中且耳结构位于矩形浅槽外，坯料的中部悬空置于下模的矩形沉槽的上方，坯料的两凸起位于矩形深槽中且靠近矩形深槽的边缘；4)启动液压机，利用冲头对坯料进行下压，得到双耳U形锻件，在下压过程中，坯料的两个凸起变成双耳U形锻件的两个弯曲圆角；5)将冲头吊出，将下模连同双耳U形锻件翻转180°，从下模底部的通孔中将双耳U形锻件冲出；6)对双耳U形锻件进行冷却，冷却后得到成品的双耳U形零件。

所述步骤1)中的始锻温度为1150～1180℃。

所述步骤2)中，坯料加热后的温度为900℃。

在所述步骤1)得到坯料后，对坯料进行超声波探伤，待检查为合格后再实施所述步骤2)。

所述步骤1)中，在坯料上与凸起所在侧相对的一侧加工出两个弧形凹槽，每一弧形凹槽与一个凸起对应。

本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明先加工出一个在尺寸上更接近双耳U形锻件成品的呈长条状的坯料，并仅利用冲头和下模对坯料进行冲压加工，因此，成型工序少，能够有效减少机加工工时，并且也能降低弯曲加工成型中的变形抗力，降低成型液压机吨位的要求。2、本发明根据U形件底部圆角处厚度最大的特点，预先在坯料的一侧设置两个凸起补偿，待坯料经过冲压弯曲一定的角度后，凸起部分会变成U形锻件底部的圆角，此外，还在坯料上与凸起所在侧相对的一侧加工出两个弧形凹槽，每一弧形凹槽与一个凸起对应，凹槽的设计既可以解决弯曲部位易于发生材料聚集的问题，也使得坯料的弯曲更容易进行。

附图说明

图1是本发明双耳形零件的结构示意图；

图2是本发明坯料的结构示意图；

图3是本发明冲头的结构示意图；

图4是本发明下模的结构示意图；

图5是本发明利用冲头、下模对坯料进行冲压的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提出了一种热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，包括以下步骤：

1)将原料钢锭加热至1150～1180℃，然后通过镦粗拔长工序制造出坯料1的毛坯，之后去除毛坯的余量，得到坯料1(如图2所示)，其中，坯料1为一侧带有两呈间隔分布的凸起并且两端各带有一个耳结构的长条状坯料1。

2)将坯料1加热至900℃，将冲头2和下模3(如图3、图4所示)预热至300～400℃，其中，冲头2为长方形，下模3为中部带有矩形深槽、两端带有矩形浅槽且矩形深槽底部带有通孔的冲压用模具。

3)将冲头2、下模3放在液压机工作平台上，将坯料1放置在下模3中(如图5所示)，其中坯料1的两端搭在下模3两端的矩形浅槽中且耳结构位于矩形浅槽外，坯料1的中部悬空置于下模3的矩形沉槽的上方，坯料1的两凸起位于矩形深槽中且靠近矩形深槽的边缘。

4)启动液压机，利用冲头2对坯料1进行下压，得到双耳U形锻件4。

5)将冲头2吊出，将下模3连同双耳U形锻件4翻转180°，从下模3底部的通孔中将双耳U形锻件4冲出。

6)将双耳U形锻件4放入水池中冷却，待其温度降至200℃以下后取出，得到成品的双耳U形零件。

上述实施例中，在步骤1)得到坯料1后，可以对坯料1进行超声波探伤，待检查其为合格后再实施步骤2)。

上述实施例中，步骤1)中，在坯料1上与凸起所在侧相对的一侧加工出两个弧形凹槽，每一弧形凹槽与一个凸起对应。坯料1上的两个凸起能够起到补偿的作用，待坯料1经过冲压弯曲一定的角度后，凸起部分会变成U形锻件底部的圆角。另外，考虑到坯料1弯曲后，弯曲的部位会存在材料聚集的情况，因此，预先在坯料1弯曲部位取出多余金属形成凹槽，既可以解决材料聚集的问题，也使得坯料1的弯曲更容易进行。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，包括以下步骤：

1)将原料钢锭加热至始锻温度，然后通过镦粗拔长工序制造出坯料(1)的毛坯，之后去除毛坯的余量，得到坯料(1)，其中，坯料(1)为一侧带有两呈间隔分布的凸起并且两端各带有一个耳结构的长条状坯料(1)；

2)将坯料(1)加热，将冲头(2)和下模(3)预热至300～400℃，其中，冲头(2)为长方形，下模(3)为中部带有矩形深槽、两端带有矩形浅槽且矩形深槽底部带有通孔的冲压用模具；

3)将冲头(2)、下模(3)放在液压机工作平台上，将坯料(1)放置在下模(3)中，其中，坯料(1)的两端搭在下模(3)两端的矩形浅槽中且耳结构位于矩形浅槽外，坯料(1)的中部悬空置于下模(3)的矩形沉槽的上方，坯料(3)的两凸起位于矩形深槽中且靠近矩形深槽的边缘；

4)启动液压机，利用冲头(2)对坯料(1)进行下压，得到双耳U形锻件(4)，在下压过程中，坯料(1)的两个凸起变成双耳U形锻件(4)的两个弯曲圆角；

5)将冲头(2)吊出，将下模(3)连同双耳U形锻件(4)翻转180°，从下模(3)底部的通孔中将双耳U形锻件(4)冲出；

6)对双耳U形锻件(4)进行冷却，冷却后得到成品的双耳U形零件。

2.如权利要求1所述的热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，其特征在于：所述步骤1)中的始锻温度为1150～1180℃。

3.如权利要求1或2所述的热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，其特征在于：所述步骤2)中，坯料(1)加热后的温度为900℃。

4.如权利要求1或2所述的热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，其特征在于：在所述步骤1)得到坯料(1)后，对坯料(1)进行超声波探伤，待检查为合格后再实施所述步骤2)。

5.如权利要求1或2所述的热核聚变堆用大型双耳U形零件的制造方法，其特征在于：所述步骤1)中，在坯料(1)上与凸起所在侧相对的一侧加工出两个弧形凹槽，弧形凹槽位置与三角形凸起位置处于同一对称轴上。