CN109676070A - 一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,针对传统方法锻造的核电稳压器用流体密封罩存在的问题和弊端及产品自身的特点,提供一种能使锻件纤维方向随形分布,机加工余量小,机械性能和使用寿命提高,具有抗高温、高压和抗腐蚀特性,成本低的核电稳压器用流体密封罩的模具及锻制方法。属于锻造技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,属于锻造技术领域。
背景技术
流体密封罩是一种用于核设备稳压器上的深腔宽法兰形结构件,对耐高温、高压、抗腐蚀、内部低缺陷、综合力学性能要求非常高。流体分配罩传统制造方法一般是采用锻造实心锻件的方式成型,然后再通过钻孔,车削内部多余余量;或者采用铸造的方式成型。目前采用锻造的方式生产的产品因锻件内部纤维方向被切断,不仅降低了其综合力学性能和使用寿命,而且由于加工余量太大,需要大量的时间进行机加工,同时也造成原材料的浪费;而采用铸造的方式成型,存在材料组织分布不均匀的问题,导致综合力学性能不能满足压力容器的制造要求。该两种方法是机械加工去除多余金属制成,机械加工余量大,加工周期长,材料浪费大,制造成本高。
发明内容
本发明的目的在于:针对传统方法锻造的核电稳压器用流体密封罩存在的问题和弊端及产品自身的特点,提供一种能使锻件纤维方向随形分布,机加工余量小,机械性能和使用寿命提高,具有抗高温、高压和抗腐蚀特性,成本低的核电稳压器用流体密封罩的模具及锻制方法。
为解决上述问题,拟采用这样一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,该方法所用模具包括椭圆法兰镦粗盘、预成型下模、预成型上冲头、成型下模和成型冲头,其具体方法如下:首先,在自由锻压机上将锻件坯料先锻造出坯,利用上哈弗及下哈弗拔长成截面为圆形的条形锻件,然后将条形坯料进行分料,一端保持原样,另一端继续拔长并滚圆,直至形成阶梯形锻件,之后放入椭圆法兰镦粗盘中进行镦粗成型,然后再将镦粗后的坯料放入预成型下模内,预成型下模放置在液压机下砧座上面,同时将预成型下模以及坯料由液压机平台传送至液压机上砧正下方处,然后用液压机机械手夹住预成型上冲头,再由液压机上砧对预成型上冲头施压并转导给坯料进行镦粗预成型,而后再利用成型下模和成型冲头按上述预成型方法对预成型后坯料再次加工成型即可。
前述方法中,所述椭圆法兰镦粗盘为中部开设有二级阶梯槽的盘型模具模具,所述二级阶梯槽均为椭圆形槽体结构;
前述方法中,所述预成型上冲头是具有类奶嘴式凸起的冲头端的模具结构,预成型下模上开设有预成型凹槽,预成型凹槽的形状与预成型上冲头的冲头端形状相同,预成型凹槽的尺寸大于预成型上冲头冲头端的尺寸;
前述方法中,成型冲头是具有与流体密封罩凹槽的形状及尺寸相同的冲头端的模具结构,成型下模上开设有成型凹槽,且成型凹槽的形状和尺寸与流体密封罩凸起端的外表面的形状和尺寸相同。
本发明的核电稳压器用流体分配罩制造时:
首先第一火次,将经电炉加炉外精炼的钢锭加热至850℃~1150℃进行反复多次的锻压以改变其组织状态,焊合内部缺陷,并分料并拔长为阶梯状坯料,在分料拔长的同时,将椭圆法兰镦粗盘预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,然后再通过椭圆法兰镦粗盘镦粗得到满足要求的椭圆阶梯形圆柱坯料;
第二火次,对椭圆阶梯形圆柱坯料加热至850℃~1100℃并保温一定时间,然后将椭圆阶梯形圆柱坯料放入预成型下模内,预成型上冲头及预成型下模均预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,预成型下模放在液压机下平台的下砧座上,随下平台移动至液压机上砧处,液压机机械手夹住预成型上冲头,通过上砧对预成型上冲头施加压力进行镦粗预成型;
第三火次,镦粗预成型结束后,再将预成型后的坯料回炉进行加热,此时加热温度低于或等于1050℃,并保温一定时间,同时将成型下模、成型冲头预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,之后将成型下模及成型冲头整体移动到液压机工作平台上,位于液压机上砧正下方,然后将经加热并充分保温后的镦粗预成型后的坯料放入成型下模内,同时操作机夹紧成型冲头,将其放置在镦粗预成型后的坯料的圆心位置,再由液压机上砧对成型冲头施压并转导给镦粗预成型后的坯料进行镦粗成型,并最终达到理想尺寸。
与现有技术相比,本发明的锻制核电稳压器用流体分配罩用的锻制方法可锻制不同材料、不同尺寸的深腔宽法兰形锻件,其纤维方向随形分布,安全可靠,具有抗高温、高压和抗腐蚀特性,且机械加工余料小,省材料,加工周期短,制造成本低。
附图说明
图1是椭圆法兰镦粗盘的俯视图;
图2是图1中A-A向的剖视图;
图3是图1中B-B向的剖视图;
图4是椭圆阶梯形圆柱坯料的结构示意图;
图5是预成型下模的俯视图;
图6是图5中A-A向的剖视图;
图7是图5中B-B向的剖视图;
图8是预成型上冲头的俯视图;
图9是图8的右视图;
图10是图8的俯视图;
图11是预成型下模与预成型上冲头加工预成型后坯料时的结构示意图;
图12是预成型后坯料的结构示意图;
图13是成型下模的俯视结构示意图;
图14是图13中A-A向的剖视图;
图15是图13中B-B向的剖视图;
图16是成型冲头的主视结构示意图;
图17是图16的侧视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明作进一步的详细说明。
核电稳压器用的流体密封罩锻件的难点主要有两个方面,一个是内腔尺寸较深且为异形,不易成型,同时,在制造过程中,即内腔在成型过程中,容易将坯料壁厚拉薄,导致最终产品综合性能下降,无法满足核电站服役要求,增加了核安全风险。第二个方面则是端部法兰,法兰面较宽,且并非传统的圆周法兰,在成型过程中同样不易有效成型。通过以问题为导向,利用逆向分析法,根据对核电稳压器用的流体密封罩最终产品结构的分析,先设计出能加工最终产品的锻件,然后通过最终锻件反推出能确保有效最终成型的预制坯锻件,再由预制坯锻件推导出原始坯料的形状及结构,同时制定与之相符的特殊工序路线以及相适应的模具,从而保证最终产品尺寸及综合性能满足相关要求。
实施例:
参照附图1至图17,本实施例提供一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,该方法所用模具包括椭圆法兰镦粗盘1、预成型下模2、预成型上冲头3、成型下模4和成型冲头5,其具体方法如下:首先,在自由锻压机上将锻件坯料先锻造出坯,利用上哈弗及下哈弗拔长成截面为圆形的条形锻件,然后将条形坯料进行分料,一端保持原样,另一端继续用上哈弗及下哈弗拔长并滚圆,直至形成阶梯形锻件,之后放入椭圆法兰镦粗盘1中进行镦粗成型,然后再将镦粗后的坯料6放入预成型下模2内,预成型下模2放置在液压机下砧座上面,同时将预成型下模2以及坯料由液压机平台传送至液压机上砧正下方处,然后用液压机机械手夹住预成型上冲头3,再由液压机上砧对预成型上冲头3施压并转导给坯料进行镦粗预成型,而后再利用成型下模4和成型冲头5按上述预成型方法对预成型后坯料7再次加工成型即可,成型下模4用于预成型后坯料7的最终成型,以保证坯料下端外表面尺寸以及上端法兰尺寸的宽度,成型冲头5的作用是在最终成型时施加正压力,保证坯料坯料内腔尺寸的深度。
椭圆法兰镦粗盘1为中部开设有二级阶梯槽的盘型模具模具,所述二级阶梯槽均为椭圆形槽体结构;预成型上冲头3是具有类奶嘴式凸起的冲头端的模具结构,预成型下模2上开设有预成型凹槽,预成型凹槽的形状与预成型上冲头3的冲头端形状相同,预成型凹槽的尺寸略大于预成型上冲头3冲头端的尺寸,以使坯料在二者间预成型;冲头5是具有与流体密封罩凹槽的形状及尺寸相同的冲头端的模具结构,成型下模4上开设有成型凹槽,且成型凹槽的形状和尺寸与流体密封罩凸起端的外表面的形状和尺寸相同,以使预成型后的胚料在二者间最终成型。
其进一步具体的加工方法如下:
首先第一火次,将经电炉加炉外精炼的钢锭加热至850℃~1150℃进行反复多次的锻压以改变其组织状态,焊合内部缺陷,并分料并拔长为阶梯状坯料,在分料拔长的同时,将椭圆法兰镦粗盘1预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,然后再通过椭圆法兰镦粗盘1镦粗得到满足要求的椭圆阶梯形圆柱坯料6;
第二火次,对椭圆阶梯形圆柱坯料6加热至850℃~1100℃并保温一定时间,然后将椭圆阶梯形圆柱坯料6放入预成型下模2内,预成型上冲头3及预成型下模2均预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,预成型下模2放在液压机下平台的下砧座上,随下平台移动至液压机上砧处,液压机机械手夹住预成型上冲头3,通过上砧对预成型上冲头3施加压力进行镦粗预成型;
第三火次,镦粗预成型结束后,再将预成型后的坯料7回炉进行加热,此时加热温度低于或等于1050℃,并保温一定时间,同时将成型下模4、成型冲头5预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,之后将成型下模4及成型冲头5整体移动到液压机工作平台上,位于液压机上砧正下方,然后将经加热并充分保温后的镦粗预成型后的坯料7放入成型下模内,同时操作机夹紧成型冲头,将其放置在镦粗预成型后的坯料7的圆心位置,再由液压机上砧对成型冲头5施压并转导给镦粗预成型后的坯料7进行镦粗成型,并最终达到理想尺寸。在坯料成型过程中,成型冲头5及成型下模4需受力均匀,使核电稳压器用流体分配罩锻造流线均匀,以保证流体分配罩优良的综合力学性能。流体分配罩锻制完成后经性能热处理,综合力学性能、微观组织及耐腐蚀、高压检验,小余量加工即制成核电稳压器用流体分配罩。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应该理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,其特征在于:该方法所用模具包括椭圆法兰镦粗盘(1)、预成型下模(2)、预成型上冲头(3)、成型下模(4)和成型冲头(5),其具体方法如下:首先,在自由锻压机上将锻件坯料先锻造出坯,利用上哈弗及下哈弗拔长成截面为圆形的条形锻件,然后将条形坯料进行分料,一端保持原样,另一端继续拔长并滚圆,直至形成阶梯形锻件,之后放入椭圆法兰镦粗盘(1)中进行镦粗成型,然后再将镦粗后的坯料(6)放入预成型下模(2)内,预成型下模(2)放置在液压机下砧座上面,同时将预成型下模(2)以及坯料由液压机平台传送至液压机上砧正下方处,然后用液压机机械手夹住预成型上冲头(3),再由液压机上砧对预成型上冲头(3)施压并转导给坯料进行镦粗预成型,而后再利用成型下模(4)和成型冲头(5)按上述预成型方法对预成型后坯料(7)再次加工成型即可。
2.根据权利要求1所述一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,其特征在于:所述椭圆法兰镦粗盘(1)为中部开设有二级阶梯槽的盘型模具模具,所述二级阶梯槽均为椭圆形槽体结构。
3.根据权利要求1所述一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,其特征在于:所述预成型上冲头(3)是具有类奶嘴式凸起的冲头端的模具结构,预成型下模(2)上开设有预成型凹槽,预成型凹槽的形状与预成型上冲头(3)的冲头端形状相同,预成型凹槽的尺寸大于预成型上冲头(3)冲头端的尺寸。
4.根据权利要求1所述一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,其特征在于:成型冲头(5)是具有与流体密封罩凹槽的形状及尺寸相同的冲头端的模具结构,成型下模(4)上开设有成型凹槽,且成型凹槽的形状和尺寸与流体密封罩凸起端的外表面的形状和尺寸相同。
5.根据权利要求1所述一种用于核电稳压器的流体密封罩的制造方法,其特征在于,其具体方法如下:
首先第一火次,将经电炉加炉外精炼的钢锭加热至850℃~1150℃进行反复多次的锻压以改变其组织状态,焊合内部缺陷,分料并拔长为阶梯状坯料,在分料拔长的同时,将椭圆法兰镦粗盘1预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,然后再通过椭圆法兰镦粗盘(1)镦粗得到满足要求的椭圆阶梯形圆柱坯料(6);
第二火次,对椭圆阶梯形圆柱坯料(6)加热至850℃~1100℃并保温,然后将椭圆阶梯形圆柱坯料(6)放入预成型下模(2)内,预成型上冲头(3)及预成型下模(2)均预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,预成型下模(2)放在液压机下平台的下砧座上,随下平台移动至液压机上砧处,液压机机械手夹住预成型上冲头(3),通过上砧对预成型上冲头(3)施加压力进行镦粗预成型;
第三火次,镦粗预成型结束后,再将预成型后的坯料(7)回炉进行加热,此时加热温度低于或等于1050℃,保温,同时将成型下模(4)、成型冲头(5)预热至250℃~350℃,涂抹脱模剂,之后将成型下模(4)及成型冲头(5)整体移动到液压机工作平台上,位于液压机上砧正下方,然后将经加热并充分保温后的镦粗预成型后的坯料(7)放入成型下模内,同时操作机夹紧成型冲头,将其放置在镦粗预成型后的坯料(7)的圆心位置,再由液压机上砧对成型冲头(5)施压并转导给镦粗预成型后的坯料(7)进行镦粗成型,并最终达到理想尺寸。
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