CN110899585B - 蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,包括以下步骤:采用三体拼分套模结构制作胎模模具;使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气获得钢水;钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配;通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件;对初锻件进行热处理;对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件;胎模后锻件的形状和尺寸靠模具来保证,操作简便,生产效率高。胎模锻造后的形状准确,尺寸精度较高,因而工艺余块少、加工余量小。节约了金属,减轻了后续加工的工作量。胎模锻件在胎模内成型,锻件内部组织致密,纤维分布更符合性能要求,较传统工艺提高近20%。
Description
技术领域
本发明涉及制造技术领域,尤其涉及一种蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法。
背景技术
压水堆核电厂因其功率密度高、结构紧凑、安全易控、技术成熟、造价和发电成本相对较低等特点,成为目前国际上最广泛采用的商用核电堆型,占轻水堆核电机组总数的3/4。我国核电站以及潜艇基本都采用了先进的压水堆核电机组。而蒸汽发生器是压水堆核岛内的设备之一,是压水堆一回路、二回路的边界,它将反应堆产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧,产生的蒸汽经一、二级汽水分离器干燥后推动螺旋桨或汽轮发电机。蒸汽出口接管是蒸汽发生器的重要组成部件之一,主要将压水堆二回路产生的蒸汽传输到汽轮机中。蒸汽出口接管是蒸汽发生器部件的关键锻件之一,与核电站中使用的接管有着较大的差异,除了要求具有较好的强塑性指标的搭配,还要求耐高温、耐高压,所以必须保证原材料的纯净度和良好的金属流线;现有的锻造方法不能锻造出合格的产品。
发明内容
鉴于目前存在的上述不足,本发明提供一种蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,能锻造蒸汽出口接管锻件,操作简便,生产效率高。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,所述蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法包括以下步骤:
采用三体拼分套模结构制作胎模模具;
使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气获得钢水;
钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配;
通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件;
对初锻件进行热处理;
对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件。
依照本发明的一个方面,所述钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配包括:钢锭出坯成圆棒,打磨掉表面氧化层及缺陷,将圆棒出坯与模具匹配。
依照本发明的一个方面,所述蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法包括:在通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件之前,需要对坯料进行多次墩拔。
依照本发明的一个方面,所述锻造出坯时始锻温度为:1180±20℃,终锻温度为≥800℃;总锻造比约为8.0。
依照本发明的一个方面,在对初锻件进行热处理前,进行热处理前粗加工,将初锻件加工至接近成品尺寸,去除锻造表面易引发裂纹的微小缺陷。
依照本发明的一个方面,所述对初锻件进行热处理包括:采用调制热处理,淬火温度为930-960℃,回火温度为640-670℃。
依照本发明的一个方面,在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件前,对初锻件进行割试样、模拟热处理和试样加工。
依照本发明的一个方面,在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件完成后,进行检查没问题后再进行成品清洁包装。
依照本发明的一个方面,所述检查包括:UT检查,MT检查,PT检查,外观、尺寸检查。
依照本发明的一个方面,在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件前,需进行理化试验。
本发明实施的优点:本发明所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,包括以下步骤:采用三体拼分套模结构制作胎模模具;使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气获得钢水;钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配;通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件;对初锻件进行热处理;对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件;胎模后锻件的形状和尺寸靠模具来保证,操作简便,生产效率高。胎模锻造后的形状准确,尺寸精度较高,因而工艺余块少、加工余量小。节约了金属,减轻了后续加工的工作量。胎模锻件在胎模内成型,锻件内部组织致密,纤维分布更符合性能要求,较传统工艺提高近20%。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法示意图;
图2为本发明实施例所述的胎模模具结构示意图;
图3为本发明实施例所述的初锻件结构示意图;
图4为本发明实施例所述的锻件成品示意图;
图5为本发明实施例所述的热处理温度曲线示意图;
图6为本发明实施例所述的整体加工工艺流程示意图。
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,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示,一种蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,所述蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法包括以下步骤:
步骤S1:采用三体拼分套模结构制作胎模模具;
如图2所示,所述步骤S1采用三体拼分套模结构制作胎模模具具体包括:设计的三体拼分套模结构制作胎模模具包括下型模具1和上型模具3,所述下型模具包括设置有中空模腔2的本体1,所述中空模腔2从上至下依次设置为限位腔21、模压腔22和底模腔23,所述模压腔包括上模压腔221和下模压腔222,所述下模压腔与底模腔一体相连平滑连接,所述上模压腔与下模压腔之间设有与水平方向夹角为45°模压台阶223,所述模压台阶与本体的内壁间设置为圆角连接,所述上型模具3下端面设置为与水平方向夹角为45°且与所述模压台阶配合的平面31,所述限位腔上部设有定位槽211,所述上型模具外壁设有与定位槽配合的定位凸棱32,所述圆柱形的本体中部设有环状限位槽11。为了上下模的精确定位,我们在上下模具上增加了定位槽和定位凸棱,方便了精确定位。在模具的选材上使用一个强韧配合比高,性能稳定的材料,SA508-3。
步骤S2:使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气获得钢水;
所述步骤S2使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气获得钢水包括:使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气。质保、技术部门相关人员对冶炼过程进行全程监督跟踪。钢水在浇注前应真空脱气处理,以去除有害气体,特别是氢。化学成分如下表一所示:
表一
步骤S3:钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配;
锻件要求具有一定的强塑性指标的搭配,而且有水压试验的检测要求,锻件需具有一定的均匀性。因此在胎模锻压前,需要对坯料进行多次墩拔,保证锻件的晶粒度、金属流向和内在质量。将锻件出坯成本次设计的钢锭的始锻温度为:1180±20℃,终锻温度为≥800℃;总锻造比约为8.0。
步骤S4:通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件;
根据产品尺寸设计的胎模模具,需要充分考虑多种存在的拔模情况,设计合理的拔模角度,让锻件能第一时间脱模。利用有限元仿真技术进行模拟,理论方案可行后加工模具,并利用废料进行试模,根据试模情况对模具进行修改,模具完善后进行正式生产。锻压成型后初锻件形状如图3所示。
步骤S5:对初锻件进行热处理;
在对初锻件进行热处理前,进行热处理前粗加工,将初锻件加工至接近成品尺寸,去除锻造表面易引发裂纹的微小缺陷。然后采用调制热处理;淬火温度为930-960℃,回火温度为640-670℃。产品有相当严苛的性能指标要求,通过实验室中对生产条件进行了多次模拟试验进行验证,最终确定最优工艺参数。并利用接触式热电偶严格控制热处理时锻件的表面温度,确保热处理后的组织均匀性。热处理工艺温度曲线图如图5所示。
步骤S6:对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件。
在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件前,对初锻件进行割试样、模拟热处理和试样加工;成品加工过程中采用龙门铣床、数控机床、立钻和镗床等设备,确保尺寸精度及光洁度满足要求。
在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件完成后,进行检查没问题后再进行成品清洁包装,所述检查包括:UT检查,MT检查,PT检查,外观、尺寸检查,在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件前,需进行理化试验。
在实际应用过程中,如图6所示,具体包括如下工艺流程:
1、出坯;
2、扩氢;
3、锻造;
4、N+T处理;
5、热处理前粗加工;
6、UT试探;
7、Q+T处理;
8、割试样(可加模拟热处理过程);
9、试样加工;
10、理化试验;
11、成品加工;
12、UT检查;
13、MT检查;
14、PT检查;
15、外观、尺寸检查;
16、清洁包装。
本发明实施的优点:本发明所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,包括以下步骤:采用三体拼分套模结构制作胎模模具;使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气获得钢水;钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配;通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件;对初锻件进行热处理;对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件;胎模后锻件的形状和尺寸靠模具来保证,操作简便,生产效率高。胎模锻造后的形状准确,尺寸精度较高,因而工艺余块少、加工余量小。节约了金属,减轻了后续加工的工作量。胎模锻件在胎模内成型,锻件内部组织致密,纤维分布更符合性能要求,较传统工艺提高近20%。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,所述蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法包括以下步骤:
采用三体拼分套模结构制作胎模模具;
使用碱性电炉熔炼,加铝镇静真空脱气获得钢水;
钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配;
通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件;
三体拼分套模结构制作胎模模具包括下型模具和上型模具,所述下型模具包括设置有中空模腔的本体,所述中空模腔从上至下依次设置为限位腔、模压腔和底模腔,所述模压腔包括上模压腔和下模压腔,所述下模压腔与底模腔一体相连平滑连接,所述上模压腔与下模压腔之间设有与水平方向夹角为45°模压台阶,所述模压台阶与本体的内壁间设置为圆角连接,所述上型模具下端面设置为与水平方向夹角为45°且与所述模压台阶配合的平面,所述限位腔上部设有定位槽,所述上型模具外壁设有与定位槽配合的定位凸棱,圆柱形的本体中部设有环状限位槽。
2.根据权利要求1所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,所述钢水浇注锻造出坯成圆棒并与模具匹配包括:钢锭出坯成圆棒,打磨掉表面氧化层及缺陷,将圆棒出坯与模具匹配。
3.根据权利要求1所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,所述蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法包括:在通过胎模模具进行胎模锻压成型为初锻件之前,需要对坯料进行多次墩拔。
4.根据权利要求3所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,所述锻造出坯时始锻温度为:1180±20℃,终锻温度为≥800℃;总锻造比约为8.0。
5.根据权利要求1至4之一所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,还包括以下步骤:对初锻件进行热处理;对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件。
6.根据权利要求5所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,在对初锻件进行热处理前,进行热处理前粗加工,将初锻件加工至接近成品尺寸,去除锻造表面易引发裂纹的微小缺陷。
7.根据权利要求5所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,所述对初锻件进行热处理包括:采用调制热处理,淬火温度为930-960℃,回火温度为640-670℃。
8.根据权利要求5所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件前,对初锻件进行割试样、模拟热处理和试样加工。
9.根据权利要求5所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件完成后,进行检查没问题后再进行成品清洁包装,所述检查包括:UT检查,MT检查,PT检查,外观、尺寸检查。
10.根据权利要求5所述的蒸汽出口接管锻件的胎模锻制造方法,其特征在于,在对热处理后的初锻件进行机加工获得成品锻件前,需进行理化试验。
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核电站蒸汽发生器椭球封头锻件制造标准比对分析;孙扬;《技术与市场》;20160331;第23卷(第3期);第51-52页 * |
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