一种核主泵泵壳热挤压成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种核主泵泵壳热挤压成型工艺，属于核电站设备制造技术领域。该工艺包括将钢坯件进行加热、成型及热处理，成型包括泵壳内腔和壳体成型以及泵壳主孔和支孔的开孔成型，泵壳内腔成型为借助垂直挤压机组进行的热挤压成型，垂直挤压机组包括上下相对设置的冲头和下模，冲头为下端带有冲孔段的圆柱体，下模上部设置有与冲头相对应的成型腔，钢坯件放置于成型腔中，泵壳主孔和支孔的开孔成型为机加工成型，加热‑挤压‑粗加工‑固溶热处理‑精加工的工艺流程，加工周期短，内部组织均匀，报废率降低。

Hot extrusion forming process for pump casing of nuclear main pump

The invention discloses a hot extrusion forming process of a pump shell of a nuclear main pump, belonging to the technical field of equipment manufacture of a nuclear power station. The process comprises heating, forming and heat treatment of steel parts, including molding shell pump cavity and shell molding and the main hole of the pump shell and a hole forming, pump shell cavity forming with vertical extrusion unit of hot extrusion molding, vertical extrusion unit includes upper and lower punch arranged relatively and the lower mold. Punch for cylinder with a punching section of the lower die is arranged at the upper part of the forming cavity corresponding to the punch, the billet is placed in a molding cavity, the main hole of the pump shell and a hole forming machine for forming, heating extrusion process rough machining solution heat treatment finishing. The processing cycle is short, the internal organization of uniform, scrap reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种核主泵泵壳热挤压成型工艺
本专利技术属于核电站设备制造
，具体涉及一种核主泵泵壳热挤压成型工艺。
技术介绍
在核电站各系统中均有各种类型泵在运行，核岛一回路系统中，用于驱动冷却剂在反应堆冷却剂系统内循环流动的泵称为主泵，主泵连续不断地把堆芯中产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧给水，主泵要求具有绝对的可靠性，是目前核反应堆中唯一国内制造不了的设备，完全依赖进口，其自主设计和制造是我国推进核电自主化的重点和难点。现有的核主泵泵壳现有工艺为铸造或者锻造成型，铸造质量差，内部易出现缩孔，夹渣等内部缺陷，有的要经过几十次乃至上百次的挖补才能符合要求，报废率很高，并且晶粒度一般达不到技术要求，质量不稳定；锻造加工火次多、所用材料量大，质量不易控制，并且机加工周期长，制造成本较高；挤压成型虽然工艺周期短、质量好，并且成本较低，但是核主泵泵壳的尺寸较大，直径一般在2-3米，现有的挤压成型工艺不能满足核主泵泵壳的生产要求，现有工艺与核主泵的实际工作需求相差较大，基于上述原因，核主泵泵壳的加工工艺需要进行进一步研发。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的缺点，提供了一种核主泵泵壳热挤压成型工艺，该成型工艺步骤简单，能够实现一火次成型，材料利用率高，加工周期短，不仅成型外观良好，而且内部组织均匀，使用可靠性显著提升。本专利技术的具体技术方案是：一种核主泵泵壳热挤压成型工艺，该工艺包括将钢坯件进行加热、成型及热处理，成型包括泵壳内腔和壳体成型以及泵壳主孔和支孔的开孔成型，关键点是，所述的泵壳内腔和壳体成型为借助垂直挤压机组进行的热挤压成型，垂直挤压机组包括上下相对设置的冲头和下模，冲头为下端带有冲孔段的圆柱体，下模上部设置有与冲头相对应的成型腔，钢坯件放置于成型腔中，泵壳主孔和支孔的开孔成型为机加工成型，在此基础上，所述的核主泵泵壳热挤压成型工艺如下：a、在带有平台的天然气加热炉中对钢坯件进行加热，将钢坯件放入天然气加热炉中的平台上，加热温度为1000℃-1200℃，保持时间24h-26h；b、将垂直挤压机组加热至350℃-400℃，将加热后的钢坯件放入垂直挤压机组的下模中，上方的冲头向下运动，冲孔段进行泵壳内腔的冲孔成型，冲头圆柱体沿下模的成型腔向下运动从而进行泵壳壳体成型；c、利用镗床分别对泵壳主孔和支孔以及泵壳内腔壁进行粗加工，利用车床对泵壳主孔和支孔端面进行粗加工，加工后即形成核主泵泵壳半成品；d、粗加工后的泵壳加热到1030℃-1070℃，保持8-10h，然后放到冷水中保持20-40min；e、对热处理后的泵壳半成品进行泵壳主孔、支孔、泵壳内腔壁以及主孔和支孔端面的精加工，最终形成核主泵泵壳成品。所述的步骤a中，在钢坯件加热完成后进行氧化皮的清除，并在钢坯件外表面涂玻璃粉润滑剂，所述的步骤b中，下模的成型腔中涂玻璃粉润滑剂；所述的步骤d中，粗加工后的泵壳加热到1050℃，保温后放入冷水中保持30min。本专利技术的有益效果是：相较于铸造和锻造工艺，本专利技术公开了加热-挤压-粗加工-固溶热处理-精加工的工艺流程，相比于现有的铸造和锻造工艺，本工艺加工周期短、内部组织均匀，成品率显著提高且原材料消耗量有明显减少，热挤压成型与固溶热处理相结合，使得热挤压泵壳内部应力大大下降，消除了强度薄弱点，相对软化了材质，为后续精加工提供了便利，同时增强了韧性，泵壳在使用时耐冲击性能增强。附图说明图1是本专利技术中垂直挤压机组的结构示意图。图2是核主泵泵壳的结构示意图。附图中，1、冲头，2、冲孔段，3、下模，4、成型腔，5、钢坯件，6、主孔，7、支孔。具体实施方式本专利技术涉及一种核主泵泵壳热挤压成型工艺，该工艺包括将钢坯件5进行加热、成型及热处理，成型包括泵壳内腔和壳体成型以及泵壳主孔6和支孔7的开孔成型，所述的泵壳内腔和壳体成型为借助垂直挤压机组进行的热挤压成型，垂直挤压机组包括上下相对设置的冲头1和下模3，冲头1为下端带有冲孔段2的圆柱体，下模3上部设置有与冲头1相对应的成型腔4，钢坯件5放置于成型腔4中，所述泵壳主孔6和支孔7的开孔成型为机加工成型，在此基础上进行泵壳的成型加工。具体实施例，如图1和图2所示，核主泵泵壳热挤压成型工艺的具体步骤如下：a、在进行热挤压成型工艺之前，首先对钢坯件5进行检测，主要包括化学成分的检测、力学性能检测、金相组织及超声检测，核主泵是核电站运转控制水循环的关键，要求具有绝对的可靠性，从原材料开始进行细节的控制有利于提高成品的质量，检测合格后，在带有平台的天然气加热炉中对钢坯件5进行加热，将钢坯件5放入天然气加热炉中的平台上，加热温度为1100℃，保持25h，钢坯件5加热至该温度时常伴有氧化和脱碳等现象，为防止影响热挤压成型件的尺寸精度和表面粗糙度，在钢坯件5加热完成后进行氧化皮的清除，并在钢坯件5外表面涂玻璃粉润滑剂；b、选用五万吨的垂直挤压机组，将垂直挤压机组加热至380℃，下模3的成型腔4中涂玻璃粉润滑剂，将加热后的钢坯件5放入垂直挤压机组下模3的成型腔4中，上方的冲头1向下运动，冲孔段2进行泵壳内腔的冲孔成型，冲头1的圆柱体沿下模3的成型腔4向下运动从而进行泵壳壳体成型，玻璃粉润滑剂不仅具有润滑的作用，且具有良好的延展性和耐压性，玻璃粉润滑剂随着泵壳的延展成型而延伸，由于玻璃粉润滑剂的作用，钢坯件5与下模3不直接接触，减少钢坯件5表面温降和冲孔段2的温升，起到绝热的作用，既能够保护的钢坯件5的质量又提高了冲头1的使用寿命；c、利用镗床分别对泵壳主孔6和支孔7以及泵壳内腔壁进行粗加工，利用车床对泵壳主孔6和支孔7端面进行粗加工，加工后即形成核主泵泵壳半成品；d、粗加工后的泵壳加热到1050℃，保持9h，然后放到冷水中保持30min，该步骤为固溶热处理，该工艺作用于热挤压成型工艺得到的核主泵泵壳半成品，可以有效提高泵壳的韧性及抗蚀性能，能够相对软化泵壳材料和消除内部应力，为后续加工或成型提供良好的材料性能；e、对热处理后的泵壳半成品进行泵壳主孔6、支孔7、泵壳内腔壁以及主孔6和支孔7端面的精加工，最终形成核主泵泵壳成品。本专利技术中的泵壳内腔和壳体成型采用一火次成型的热挤压成型，热挤压工艺是在热锻温度下借助于材料塑性好的特点，对金属进行挤压成型，外观成型良好，原材料相比于锻造相比节省25％,加工周期相对缩短50％,热挤压件质量易控制，前期粗加工保证了生产的效率，粗加工后的固溶热处理能够为后期精加工创造良好的材料特性，后期精加工保证泵壳的质量，精加工完成后，对泵壳进行100％的超声波检测，检测标准符合NB/T47015，I级合格，最后对产品进行外观和各部件的尺寸检验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核主泵泵壳热挤压成型工艺，该工艺包括将钢坯件(5)进行加热、成型及热处理，成型包括泵壳内腔和壳体成型以及泵壳主孔(6)和支孔(7)的开孔成型，其特征在于，所述的泵壳内腔和壳体成型为借助垂直挤压机组进行的热挤压成型，垂直挤压机组包括上下相对设置的冲头(1)和下模(3)，冲头(1)为下端带有冲孔段(2)的圆柱体，下模(3)上部设置有与冲头(1)相对应的成型腔(4)，钢坯件(5)放置于成型腔(4)中，所述泵壳主孔(6)和支孔(7)的开孔成型为机加工成型，在此基础上，所述的核主泵泵壳热挤压成型工艺如下：a、在带有平台的天然气加热炉中对钢坯件(5)进行加热，将钢坯件(5)放入天然气加热炉中的平台上，加热温度为1000℃‑1200℃，保持时间24h‑26h；b、将垂直挤压机组加热至350℃‑400℃，将加热后的钢坯件(5)放入垂直挤压机组的下模(3)中，上方的冲头(1)向下运动，冲孔段(2)进行泵壳内腔的冲孔成型，冲头(1)的圆柱体沿下模的成型腔(4)向下运动从而进行泵壳壳体成型；c、利用镗床分别对泵壳主孔(6)和支孔(7)以及泵壳内腔壁进行粗加工，利用车床对泵壳主孔(6)和支孔(7)端面进行粗加工，加工后即形成核主泵泵壳半成品；d、粗加工后的泵壳加热到1030℃‑1070℃，保持8‑10h，然后放到冷水中保持20‑40min；e、对热处理后的泵壳半成品进行泵壳主孔(6)、支孔(7)、泵壳内腔壁以及主孔(6)和支孔(7)端面的精加工，最终形成核主泵泵壳成品。...

【技术特征摘要】
1.一种核主泵泵壳热挤压成型工艺，该工艺包括将钢坯件(5)进行加热、成型及热处理，成型包括泵壳内腔和壳体成型以及泵壳主孔(6)和支孔(7)的开孔成型，其特征在于，所述的泵壳内腔和壳体成型为借助垂直挤压机组进行的热挤压成型，垂直挤压机组包括上下相对设置的冲头(1)和下模(3)，冲头(1)为下端带有冲孔段(2)的圆柱体，下模(3)上部设置有与冲头(1)相对应的成型腔(4)，钢坯件(5)放置于成型腔(4)中，所述泵壳主孔(6)和支孔(7)的开孔成型为机加工成型，在此基础上，所述的核主泵泵壳热挤压成型工艺如下：a、在带有平台的天然气加热炉中对钢坯件(5)进行加热，将钢坯件(5)放入天然气加热炉中的平台上，加热温度为1000℃-1200℃，保持时间24h-26h；b、将垂直挤压机组加热至350℃-400℃，将加热后的钢坯件(5)放入垂直挤压机组的下模(3)中，上方的冲头(1)向下运动，冲孔段(2)进行泵壳内腔的冲孔成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春海，刘强，杨杰，杨印明，李福海，丁艳茹，李文亮，许金元，韩宾，
申请(专利权)人：河北宏润核装备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13