CN114178781A - 反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，包括以下步骤：（1）锻造：在自由锻压机上将锻件坯料锻造出坯；（2）镦粗：利用上下平砧进行镦粗拔长滚圆成圆柱形锻件；（3）冲孔：利用冲头，冲出圆柱形锻件的内孔，得到带内孔的圆柱形锻件；（4）扩孔：利用上砧和芯棒，将圆柱形锻件坯料的内孔扩成两段口径不同的喇叭孔；（5）预成型；（7）成型。本发明的制造方法可锻制不同材料、不同尺寸的厚度较薄环形锻件，再剖成不同弧度的零件，其纤维方向随形分布且完整，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。
Description
技术领域
本发明属于核电设备制造技术领域，具体涉及反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法。
背景技术
垫圈固定夹是一种用于核电反应堆压力容器上起固定作用的结构件，对其耐高温、高压、抗腐蚀、内部低缺陷、综合力学性能要求非常高。垫圈固定夹传统的制造方法一般是采用锻造厚度较厚的锻件，然后再通过铣削上下两个45°圆弧面，车削内部多余余量的方式成型；或者采用模锻的方式成型。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；而采用模锻的方式成型，首先由于零件较大，对模锻压力机设备要求高，吨位小的设备无法模锻成型。该两种方法均采用机械加工去除多余金属，机械加工余量大，加工周期长，材料浪费大，制造成本高。所以，急需对现有制造方法进行改进，以满足使用需求。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法。
反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，包括以下步骤：
（1）锻造：先将钢锭加热至850-1150℃，然后在自由锻压机上将锻件坯料锻造出坯；
（2）镦粗：利用上下平砧进行镦粗拔长滚圆成圆柱形锻件；
（3）冲孔：利用冲头，冲出圆柱形锻件的内孔，得到带内孔的圆柱形锻件；
（4）扩孔：利用上砧和芯棒扩孔，芯棒两端一高一低，将圆柱形锻件坯料的内孔扩成两段口径不同的喇叭孔，扩孔时温度为850-1150℃；
（5）预成型：将步骤（4）中成型后的喇叭孔坯料回炉进行加热，此时温度小于1100℃，并保温50-70min，然后将预成型下模预热至250-350℃，涂抹脱模剂，然后将预成型下模整体移动到液压机工作平台上，位于液压机上砧正下方，然后将喇叭孔坯料放入预成型下模内，预成型上模安装在液压机上砧，并随液压机上砧均匀的往下施压，以保证喇叭孔坯料的整个内外圆周面金属随预成型上模和预成型下模内腔形状分布，得到预成型坯料；
（7）成型：将预成型坯料回炉进行加热，加热温度小于950℃，然后在碾环机主辊上套上主辊套模，碾环机芯辊上套上芯辊套模，然后将加热后的预成型坯料套在芯辊套模上，碾环机主辊带动主辊套模转动，碾环机芯辊带动芯辊套模和预成型坯料沿径向往主辊方向进给并转动，使预成型坯料在碾环机中随两套模间隙变形，保证内外圆周面的尺寸，得到成型坯料，将成型坯料外圆周多余的尺寸加工完成后，利用线切割，将成型坯料均分成8块即得垫圈固定夹。
本发明反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，与现有技术相比，其有益效果在于：本发明的制造方法可锻制不同材料、不同尺寸的厚度较薄环形锻件，再剖成不同弧度的零件，其纤维方向随形分布且完整，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
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明中圆柱形锻件的结构示意图；
图2为本发明中带内孔的圆柱形锻件的结构示意图；
图3为本发明中喇叭孔坯料加工是的结构示意图；
图4为本发明中预成型上模的结构示意图；
图5为图4的右视图；
图6为本发明中预成型下模的结构示意图；
图7为图6的俯视图；
图8为本发明中预成型坯料的结构示意图；
图9为本发明中主辊套模的结构示意图；
图10为图9的俯视图；
图11为本发明中芯辊套模的结构示意图；
图12为图11的俯视图；
图13为本发明碾环过程的结构示意图；
图14为本发明中成型坯料的结构示意图；
图15为垫圈固定夹的结构示意图；
图16为图15的局部放大图；
图17为图16的A-A剖视图。
图中所示，1-圆柱形锻件、2-带内孔的圆柱形锻件、3-喇叭孔坯料、4-预成型上模、5-预成型下模、6-预成型坯料、7-主辊套模、8-芯辊套模、9-成型坯料、10-垫圈固定夹、11-芯棒、12-支架。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
需要说明的是，术语“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，包括以下步骤：
（1）锻造：先将钢锭加热至850-1150℃，然后在自由锻压机上将锻件坯料锻造出坯；
（2）镦粗：利用上下平砧进行镦粗拔长滚圆成圆柱形锻件1；
（3）冲孔：利用冲头，冲出圆柱形锻件的内孔，得到带内孔的圆柱形锻件2；
（4）扩孔：利用上砧和芯棒扩孔，芯棒11设于支架12上，支架12两端一高一低，将圆柱形锻件坯料的内孔扩成两段口径不同的喇叭孔，扩孔时温度为850-1150℃；
（5）预成型：将步骤（4）中成型后的喇叭孔坯料3回炉进行加热，此时温度小于980℃，并保温60min，然后将预成型下模5预热至250-350℃，涂抹脱模剂，然后将预成型下模5整体移动到液压机工作平台上，位于液压机上砧正下方，然后将喇叭孔坯料3放入预成型下模5内，预成型上模4安装在液压机上砧，并随液压机上砧均匀的往下施压，以保证喇叭孔坯料3的整个内外圆周面金属随预成型上模4和预成型下模5内腔形状分布，得到预成型坯料6；
（7）成型：将预成型坯料6回炉进行加热，加热温度小于950℃，然后在碾环机主辊上套上主辊套模7，碾环机芯辊上套上芯辊套模8，然后将加热后的预成型坯料6套在芯辊套模8上，碾环机主辊带动主辊套模7转动，碾环机芯辊带动芯辊套模8和预成型坯料6沿径向往主辊方向进给并转动，使预成型坯料6在碾环机中随两套模间隙变形，保证内外圆周面的尺寸，得到成型坯料9，在碾环成型过程中，主辊套模7和芯辊套模8需受力均匀，使反应堆压力容器用垫圈固定夹锻造流线均匀，以保证垫圈固定夹优良的综合力学性能，将成型坯料外圆周多余的尺寸加工完成后，利用线切割，将成型坯料均分成8块45︒圆弧零件即得垫圈固定夹10。
室温下拉伸试验的各项性能指标符合要求（见表1），150℃高温时拉伸试验的各项性能指标符合要求（见表2），220℃高温时拉伸试验的各项性能指标符合要求（见表3），650℃高温时拉伸试验的各项性能指标符合要求（见表4），650℃高温持久时的力学性能符合要求（见表5），硬度、塔型、低倍、晶粒度均符合要求（见表6、7）。
表1 室温下拉伸试验表
表2 150℃高温时拉伸试验表
表3 220℃高温时拉伸试验表
表4 650℃高温时拉伸试验表
表5 高温持久试验表
表6 硬度试验表
表7 塔型、低倍、晶粒度的试验表
本发明的保护范围不限于具体实施方式所公开的技术方案，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同替换、改进等，均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，其特征在于:包括以下步骤：
（1）锻造：在自由锻压机上将锻件坯料锻造出坯；
（2）镦粗：利用上下平砧进行镦粗拔长滚圆成圆柱形锻件；
（3）冲孔：利用冲头，冲出圆柱形锻件的内孔，得到带内孔的圆柱形锻件；
（4）扩孔：利用上砧和芯棒，将圆柱形锻件坯料的内孔扩成两段口径不同的喇叭孔；
（5）预成型：将步骤（4）中成型后的喇叭孔坯料回炉进行加热，并保温，然后将预成型下模预热至250-350℃，涂抹脱模剂，然后将预成型下模整体移动到液压机工作平台上，位于液压机上砧正下方，然后将喇叭孔坯料放入预成型下模内，预成型上模安装在液压机上砧，并随液压机上砧均匀的往下施压，得到预成型坯料；
（7）成型：将预成型坯料回炉进行加热，然后在碾环机主辊上套上主辊套模，碾环机芯辊上套上芯辊套模，然后将加热后的预成型坯料套在芯辊套模上，碾环机主辊带动主辊套模转动，碾环机芯辊带动芯辊套模和预成型坯料沿径向往主辊方向进给并转动，使预成型坯料在碾环机中随两套模间隙变形，得到成型坯料，将成型坯料外圆周多余的尺寸加工完成后，利用线切割，将成型坯料均分成8块即得垫圈固定夹。
2.如权利要求1所述的反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，其特征在于:所述锻造之前要先将钢锭加热至850-1150℃。
3.如权利要求1或2所述的反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，其特征在于:所述扩孔时温度为850-1150℃。
4.如权利要求3所述的反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，其特征在于:所述预成型时的加热温度小于1100℃，保温时间50-70min。
5.如权利要求4所述的反应堆压力容器用垫圈固定夹的制造方法，其特征在于:所述成型时的加热温度小于950℃。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孙永刚;: "反应堆压力容器装配", 一重技术, no. 02 * |
| 韩跃春;徐茂东;: "电渣重熔辊套锻件的生产工艺研究", 齐齐哈尔大学学报, no. 02 * |
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