一种镍板材封头的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种金属材料加工工艺制造方法，特别是一种镍板材封头的制造方法，该制造方法包括：模具设计：计算上模压头直径，下模拉环出口直径，上、下模间的间隙，下模拉环圆角；镍板拼接；渗透探伤检测；硬度检测；镍板去应力退火处理；模具打磨清理；坯料前期处理；冲压成形：成形工艺采用三次冷成形；切割坡口；酸洗处理；打磨；渗透探伤检测；封头堆叠。本发明专利技术方法，冲压过程稳定，变形均匀、顺畅，确定的热加工制度可行，工艺参数合理，工件尺寸控制较好，金属流线分布合理，性能稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种金属材料加工工艺制造方法，特别是一种镍板材封头的制造方法。
技术介绍
镍板是一种优良的工程结构材料，随着其用量的逐年扩大，在各种工程结构和设备的加工制造中的应用越来越多。由于镍材成形时存在塑性变形差，易开裂，且回弹力大等缺点，使其成形加工比较困难，若方法不当或工艺不合理，往往造成工件无法满足技术要求，成形较为困难，极容易造成成形时撕裂等问题，造成报废。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，从而提供一种镍板材封头的制造方法，冲压过程稳定，变形均匀、顺畅，确定的热处理制度可行，工艺参数合理，工件尺寸控制较好，金属流线分布合理，性能稳定。按照本专利技术提供的技术方案，一种镍板材封头的制造方法，包括：(1)、模具设计：模具设计时，对成形过程和产品尺寸影响较大的因素主要是：上模压头直径D1，下模拉环出口直径D2，上、下模问的间隙Z，下模拉环圆角R的选用；上模：冲压后的封头在冷却过程中，金属收缩，使得封头直径减小。因此，上模设计时，应适当加大上模压头直径的尺寸。上模压头直径D1=Do(1+ε％)，式中：Do为封头理论直径，ε为封头直径的平均收缩量，取0.5～0.8％。上模材料：铸钢；下模：主要考虑下模拉环出口直径D2和下模拉环圆角R，它们是保证成形顺利进行的关键尺寸。下模拉环出口直径D2=D1+2Z，Z为上、下模问的间隙。Z值的确定取决于坯料的公称厚度、坯料厚度的正公差以及成形后封头上部的增厚量等因素。Z和R值的大小对成形质量的关系重大。Z，R过小，将使成形时的径向拉伸力增大，拉伸成形困难，并使工件的减薄量增加，严重时，造成工件撕裂。过大的Z，R，易引起起皱。设计时，Z=1.06t，R=(2.5～3.5)t，t为坯料板厚。下模材料：内模铸铁，外模铸钢；(2)、镍板拼接：将所需镍板进行拼接，拼接板材作为成形镍板封头的坯料，拼接板材须在焊缝上进行点焊贴条，贴条应比焊缝留空宽度窄3～4mm，将焊缝复层完全焊完；(3)、渗透探伤检测：对焊缝双面进行渗透探伤检测；(4)、硬度检测：镍板材经过100％的硬度检测；(5)、镍板去应力退火处理：采用天然气炉加热，在炉内垫放不锈钢板，坯料在炉内温度250～300℃时进炉，然后将炉内升温速度控制在100～150℃/小时，升温至500～600℃，坯料在炉内保温时间为沿厚度方向1.2～2.5min/mm，保温结束后，使其自然冷却；(6)、模具打磨清理：压制前对模具进行打磨清理；(7)、坯料前期处理：坯料边部打磨清理，去除周边火焰切割时产生的氧化以及周边毛刺；坯料冲压前将表面边部进行削斜处理，斜削角度为4～5°，边部最大削去厚度为坯料厚度的8％；冲压前需要将镍板材坯料表面清理干净，并涂覆硼硅酸盐润滑剂，硼硅酸盐润滑剂的双面涂覆量为：80～90g/m2，涂覆时硼硅酸盐润滑剂温度为4～26℃；(8)、冲压成形：成形工艺采用三次冷成形，第一次冷成形，坯料在常温状态下进行冲压，压制封头成形总高度的60～62％，然后进行第二次冷成形，坯料在常温状态下进行冲压，压制封头成形总高度的73～75％，然后进行第三次冷成形，坯料在常温状态下进行冲压，压制封头成形总高度的100％；(9)、切割坡口：选用等离子切割形式进行坡口加工，切割坡口前对封头按形面进行校准，再定切割高度，切割坡口前封头内壁涂抹石灰水，防止切割飞溅粘在镍板上，切割坡口后，对坡口进行打磨光亮，去除一切切割残渣；(10)、酸洗处理：将成型封头进行酸洗，去除表面的焊渣、熔渣、油污、氧化皮等污物，将盐酸液均匀涂满封头外表面，盐酸浓度：7～19％，酸洗时间：15～30分钟，再使用大量清水进行冲洗，在表面形成一层钝化膜；(11)、打磨：封头上的划伤及其他缺陷，进行打磨处理；(12)、渗透探伤检测：对封头缺陷检测，检验合格产品并入库；(13)、封头堆叠：镍板材封头之间必须使用瓦楞纸对各个封头之间进行隔垫，防止运输途中的颠簸造成封头的二次划伤。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种镍板材封头的制造方法，冲压过程稳定，变形均匀、顺畅，确定的热处理制度可行，工艺参数合理，工件尺寸控制较好，金属流线分布合理，性能稳定；工件内径与模具压头直径一致，在冲压时工件与模具的贴合性好，工件冲压后的收缩小；工件成形后的最大减薄处出现在工件底部，并沿底部向上端的方向逐渐变小，在距工件上端边缘约100mm处开始增厚，其最大减薄率为9.25％，满足JB/T4756-2006《镍及镍合金制压力容器》中减薄率≤15％的要求。附图说明图1是镍板材封头产品示意图。图2是镍板材封头成形示意图。图2中：1.上模，2.镍板材坯料，3.下模。模具装配在专用的液压机上，由上模、下模组成，成形时镍板材圆形坯料放入下模上部凹腔内，上模下行挤压坯料成形为封头毛坯。具体实施方式：下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本专利技术应用于￠1850/60mm规格的N6镍板材封头，具体实施方式如下：(1)、模具设计：封头直径1850mm，壁厚60mm，根据技术方案的公式计算上模压头直径D1取1859mm，下模拉环出口直径D2取1986mm，上、下模问的间隙Z取63.6mm，下模拉环圆角R取150mm；(2)、镍板拼接：将所需镍板进行拼接，拼接板材作为成形镍板封头的坯料，拼接板材须在焊缝上进行点焊贴条，贴条应比焊缝留空宽度窄3mm，将焊缝复层完全焊完；(3)、渗透探伤检测：对焊缝双面进行渗透探伤检测；(4)、硬度检测：镍板材经过100％的硬度检测；(5)、镍板去应力退火处理：采用天然气炉加热，天然气加热炉型号6000×5600×2500mm，生产厂家南京正光炉业有限责任公司。在炉内垫放不锈钢板，坯料在炉内温度250℃时进炉，然后将炉内升温速度控制在100℃/小时，升温至500℃，坯料在炉内保温时间为72min，保温结束后，使其自然冷却；(6)、模具打磨清理：压制前对模具进行打磨清理；(7)、坯料前期处理：坯料边部打磨清理，去除周边火焰切割时产生的氧化以及周边毛刺；坯料冲压前将表面边部进行削斜处理，斜削角度为4°，边部最大削去厚度为4.8mm；冲压前需要将镍板坯料表面清理干净，并涂覆润滑剂，涂覆的润滑剂为北京天力创玻璃科技开发有限公司生产的硼硅酸盐润滑剂，硼硅酸盐润滑剂的双面涂覆量为：80g/m2，涂覆时硼硅酸盐润滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍板材封头的制造方法，其特征在于制造方法包括：(1)、模具设计：上模压头直径D1，下模拉环出口直径D2，上、下模问的间隙Z，下模拉环圆角R按照如下公式确定：上模压头直径D1=Do(1+ε％)，数值取整，单位：mm。上模材料：铸钢；下模拉环出口直径D2=D1+2Z，数值取整，单位：mm。下模材料：内模铸铁，外模铸钢；Z=1.06t，单位：mm；R=(2.5～3.5)t，单位：mm；式中：Do为封头理论直径，单位：mm；ε为封头直径的平均收缩量，取0.5～0.8％；t为坯料板厚，实际数值取整，单位：mm；(2)、镍板拼接：将所需镍板进行拼接，拼接板材作为成形镍板封头的坯料，拼接板材须在焊缝上进行点焊贴条，贴条应比焊缝留空宽度窄3～4mm，将焊缝复层完全焊完；(3)、渗透探伤检测：对焊缝双面进行渗透探伤检测；(4)、硬度检测：镍板材经过100％的硬度检测；(5)、镍板去应力退火处理：采用天然气炉加热，在炉内垫放不锈钢板，坯料在炉内温度250～300℃时进炉，然后将炉内升温速度控制在100～150℃/小时，升温至500～600℃，坯料在炉内保温时问为沿厚度方向1.2～2.5min/mm，保温结束后，使其自然冷却；(6)、模具打磨清理：压制前对模具进行打磨清理；(7)、坯料前期处理：坯料边部打磨清理，去除周边火焰切割时产生的氧化以及周边毛刺；坯料冲压前将表面边部进行削斜处理，斜削角度为4～5°，边部最大削去厚度为坯料厚度的8％；加热前需要将镍板材坯料表面清理干净，并涂覆硼硅酸盐润滑剂，硼硅酸盐润滑剂的双面涂覆量为：80～90g/m2，涂覆时硼硅酸盐润滑剂温度为4～26℃；(8)、冲压成形：成形工艺采用三次冷成形，第一次冷成形，坯料在常温状态下进行冲压，压制封头成形总高度的60～62％，然后进行第二次冷成形，坯料在常温状态下进行冲压，压制封头成形总高度的73～75％，然后进行第三次冷成形，坯料在常温状态下进行冲压，压制封头成形总高度的100％；(9)、切割坡口：选用等离子切割形式进行坡口加工，切割坡口前对封头按形面进行校准，再定切割高度，切割坡口前封头内壁涂抹石灰水，防止切割飞溅粘在镍板上，切割坡口后，对坡口进行打磨光亮，去除一切切割残渣；(10)、酸洗处理：将成型封头进行酸洗，去除表面的焊渣、熔渣、油污、氧化皮等污物，将盐酸液均匀涂满封头外表面，盐酸浓度：7～19％，酸洗时间：15～30分钟，再使用大量清水进行冲洗，在表面形成一层钝化膜；(11)、打磨：封头上的划伤及其他缺陷，进行打磨处理；(12)、渗透探伤检测：对封头缺陷检测，检验合格产品并入库；(13)、封头堆叠：镍板材封头之问必须使用瓦楞纸对各个封头之间进行隔垫，防止运输途中的颠簸造成封头的二次划伤。...

【技术特征摘要】
1.一种镍板材封头的制造方法，其特征在于制造方法包括：
(1)、模具设计：上模压头直径D1，下模拉环出口直径D2，上、下模问的间
隙Z，下模拉环圆角R按照如下公式确定：
上模压头直径D1=Do(1+ε％)，数值取整，单位：mm。上模材料：铸钢；
下模拉环出口直径D2=D1+2Z，数值取整，单位：mm。下模材料：内模铸铁，外
模铸钢；
Z=1.06t，单位：mm；
R=(2.5～3.5)t，单位：mm；
式中：Do为封头理论直径，单位：mm；
ε为封头直径的平均收缩量，取0.5～0.8％；
t为坯料板厚，实际数值取整，单位：mm；
(2)、镍板拼接：将所需镍板进行拼接，拼接板材作为成形镍板封头的坯料，
拼接板材须在焊缝上进行点焊贴条，贴条应比焊缝留空宽度窄3～4mm，将焊缝
复层完全焊完；
(3)、渗透探伤检测：对焊缝双面进行渗透探伤检测；
(4)、硬度检测：镍板材经过100％的硬度检测；
(5)、镍板去应力退火处理：采用天然气炉加热，在炉内垫放不锈钢板，坯
料在炉内温度250～300℃时进炉，然后将炉内升温速度控制在100～150℃/小
时，升温至500～600℃，坯料在炉内保温时问为沿厚度方向1.2～2.5min/mm，
保温结束后，使其自然冷却；
(6)、模具打磨清理：压制前对模具进行打磨清理；
(7)、坯料前期处理：坯料边部打磨清理，去除周边火焰切割时产生的氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘熹，顾蔚枫，唐国强，潘长标，
申请(专利权)人：无锡市前洲西塘锻压有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32