一种核电用薄壁不锈钢管制备方法技术

本发明专利技术公开了一种核电用薄壁不锈钢管制备，包括：步骤一、将钢锭经紫铜包套、保温和挤压，得到荒管；步骤二、将所述荒管经表面处理和保温，得到晶粒度为5.5～7.5级的管坯；步骤三、将所述管坯经第一次轧制、第一次保温、第二次轧制、第二次保温和第三次轧制，得到轧制后管坯；步骤四、采用三位定心拉拔，对所述轧制后管坯进行拉拔，得到拉拔后管材；步骤五、将拉拔后管材经保温、校直和抛光，得到成品。采用本发明专利技术的核电用薄壁不锈钢管制备方法得到的薄壁管满足核电用薄壁管的技术要求。满足核电用薄壁管的技术要求。满足核电用薄壁管的技术要求。

【技术实现步骤摘要】
一种核电用薄壁不锈钢管制备方法


[0001]本专利技术属于材料成型
，具体涉及一种核电用薄壁不锈钢管制备方法。

技术介绍

[0002]不锈钢材料具有力学性能良好且耐腐蚀性强的特性，尤其是奥氏体不锈钢，常用作核电堆芯组件的重要选材。核动力装置的核心关键组件堆芯本体上通常采用不锈钢管中的薄壁管，其内外套管、安全棒套管均由0.3mm厚的薄壁管制成，可作为核电用薄壁管的技术要求为：同心套管的直线度满足0.03mm/600mm；内、外套管同心度≤0.01mm，圆度为0.05mm。
[0003]目前，现有得到核动力装置用薄壁管的工艺存在以下问题：1)薄壁管直线度难以达到0.03mm；2)薄壁管同心度难以保证；3)薄壁管在制作过程中由于其壁薄，容易发生不可逆转的变形，导致生产过程成品率低；4)晶粒度极差批次稳定性难以满足极差1.0的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种核电用薄壁不锈钢管制备方法。本专利技术提供一种包括将钢锭制备得到荒管、将荒管经表面处理、保温、多次轧制和间隔保温、三位定心拉拔以及校直等制备得到核电用薄壁不锈钢管的方法，采用本专利技术的核电用薄壁不锈钢管制备方法得到的薄壁管满足核电用薄壁管的技术要求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，包括：
[0006]步骤一、将钢锭经紫铜包套、保温和挤压，得到荒管；
[0007]步骤二、将所述荒管经表面处理和保温，得到晶粒度为5.5～7.5级的管坯；
[0008]步骤三、将所述管坯经第一次轧制、第一次保温、第二次轧制、第二次保温和第三次轧制，得到轧制后管坯；
[0009]步骤四、采用三位定心拉拔，对所述轧制后管坯进行拉拔，得到拉拔后管材；
[0010]步骤五、将拉拔后管材经保温、校直和抛光，得到成品。
[0011]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤一中，所述钢锭尺寸为Φ(120～150)
×
Φ50
×
L(mm)，同心度为0.08～0.1mm，晶粒度为3.5级～8级；步骤一中，所述紫铜包套中紫铜厚度为0.8～1.2mm；步骤一中，所述挤压为挤压至Φ(40～65)
×
Φ(20～50)
×
L，所述挤压的挤压比为11～15。
[0012]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤二中，表面处理后得到的荒管尺寸为Φ(35～60)
×
Φ(25～50)
×
L，同心度为0.02～0.025mm；步骤二中，所述保温的时间为(1～2)*表面处理后荒管壁厚，所述保温时间的单位为min，壁厚单位为mm。
[0013]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤三中，第一次轧制后管坯尺寸为Φ(30～55)
×
Φ(20～45)
×
L；所述第一次轧制为多道次轧制，每道次加工率为12～30％，第一次轧制的道次总加工率为50～60％；步骤三中，第二次轧制后管坯尺寸为Φ
(20～45)
×
Φ(20～45)
×
L；所述第二次轧制为多道次轧制，每道次加工率为28～45％，第二次轧制的道次总加工率为60～70％；步骤三中，第三次轧制后管坯尺寸为Φ(20～40)
×
0.315
×
L；所述第三次轧制为多道次轧制，每道次加工率为50～58％，第三次轧制的道次总加工率为75～80％。
[0014]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤三中，第一次保温时间和第二次保温时间均为(1～2)*相应次轧制后管坯壁厚，所述保温时间的单位为min，壁厚单位为mm；步骤三中，第一次保温后晶粒度为6.0～7.0级；步骤三中，第二次保温后晶粒度为7.0～8级。
[0015]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤四中，所述拉拔后管材尺寸为Φ(20～40)
×
0.30
×
L，直线度≤0.1mm/m，同心度为0.0025mm，内表面粗糙度平均值为0.06μm；步骤四中，所述三位定心拉拔的拉拔速率为200～500mm/min。
[0016]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤四中，所述三位定心拉拔为通过以下装置进行拉拔，所述装置包括拉拔外模、第一卡环、第二卡环、芯头和芯杆，所述拉拔外模开设有内孔，所述芯头穿设于拉拔外模的内孔中，所述芯头可拆设置于芯杆上，所述第一卡环和第二卡环可滑动套设于芯杆上；所述芯头中心线、第一卡环中心线和第二卡环中心线重合；
[0017]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，所述内孔包括依次连接的进口部、定径部和出口部，所述进口部的直径和出口部的直径均大于定径部直径，所述进口部到定径部直径变化速率小于出口部到定径部直径变化速率；
[0018]所述芯头穿过拉拔外模的内孔且超出进口部，芯头的超过进口部的部分可拆设置于所述芯杆上。
[0019]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，所述芯头包括近芯杆段和远芯杆段，所述近芯杆段和远芯杆段一体成型，所述近芯杆段内开设有可供与芯杆连接的螺纹孔，所述远芯杆段直径＞近芯杆段的直径，所述远芯杆段包括依次连接的第一变径段、定径段和第二变径段，所述第二变径段截面形状为等腰梯形，形状为等腰梯形的第二变径段的两腰夹角为0.23
°
。
[0020]上述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤五中，所述成品直线度为0.02mm/600mm，外表面粗糙度为0.07～0.08μm，同心度≤0.005mm，圆度优于0.025mm，外径偏差
±
0.015mm，壁厚偏差
±
0.005mm，晶粒度为9.0级；步骤五中，所述保温时间为(0.5～1)*拉拔后管材壁厚，所述保温时间的单位为min，壁厚单位为mm。
[0021]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0022]1、本专利技术通过将钢锭制备得到荒管、将荒管经表面处理和保温得到管坯、将管坯经多次轧制和三位定心拉拔，得到拉拔后管材，将拉拔后管材经保温、校直和抛光，得到直线度为0.02mm/600mm，外表面粗糙度为0.07μm～0.08μm，同心度≤0.005mm，圆度优于0.025mm，外径偏差
±
0.015mm、壁厚偏差
±
0.005mm的薄壁管。
[0023]2、作为优选，本专利技术的制备方法包括多道次的轧制和对多道次轧制后管坯进行三位定心拉拔，保证管坯发生周向受力均匀的塑性变形，得到周向圆度和壁厚均均匀的管坯，三位定心拉拔后管坯同心度≤0.0025mm，直线度在0.1mm/m，具有良好直线度，利于后续矫直进一步满足对圆度、直线度指标的要求。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，包括：步骤一、将钢锭经紫铜包套、保温和挤压，得到荒管；步骤二、将所述荒管经表面处理和保温，得到晶粒度为5.5～7.5级的管坯；步骤三、将所述管坯经第一次轧制、第一次保温、第二次轧制、第二次保温和第三次轧制，得到轧制后管坯；步骤四、采用三位定心拉拔，对所述轧制后管坯进行拉拔，得到拉拔后管材；步骤五、将拉拔后管材经保温、校直和抛光，得到成品。2.根据权利要求1所述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤一中，所述钢锭尺寸为Φ(120～150)
×
Φ50
×
L(mm)，同心度为0.08～0.1mm，晶粒度为3.5级～8级；步骤一中，所述紫铜包套中紫铜厚度为0.8～1.2mm；步骤一中，所述挤压为挤压至Φ(40～65)
×
Φ(20～50)
×
L，所述挤压的挤压比为11～15。3.根据权利要求1所述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤二中，表面处理后得到的荒管尺寸为Φ(35～60)
×
Φ(25～50)
×
L，同心度为0.02～0.025mm；步骤二中，所述保温的时间为(1～2)*表面处理后荒管壁厚，所述保温时间的单位为min，壁厚单位为mm。4.根据权利要求1所述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤三中，第一次轧制后管坯尺寸为Φ(30～55)
×
Φ(20～45)
×
L；所述第一次轧制为多道次轧制，每道次加工率为12～30％，第一次轧制的道次总加工率为50～60％；步骤三中，第二次轧制后管坯尺寸为Φ(20～45)
×
Φ(20～45)
×
L；所述第二次轧制为多道次轧制，每道次加工率为28～45％，第二次轧制的道次总加工率为60～70％；步骤三中，第三次轧制后管坯尺寸为Φ(20～40)
×
0.315
×
L；所述第三次轧制为多道次轧制，每道次加工率为50～58％，第三次轧制的道次总加工率为75～80％。5.根据权利要求1所述的一种核电用薄壁不锈钢管制备方法，其特征在于，步骤三中，第一次保温时间和第二次保温时间均为(1～2)*相应次轧制后管坯壁厚，所述保温时间的单位为min，壁厚单位为mm；步骤三中，第一次保温后晶粒度为6.0～7....

【专利技术属性】
技术研发人员：韩军，王磊，宜楠，张君彦，薛晶晶，李红宇，张亮亮，肖东，高恒，李卫东，
申请(专利权)人：西安诺博尔稀贵金属材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：