一体化顶盖成形的碾压方法技术

本发明专利技术公开了一种一体化顶盖成形的碾压方法，第一步，镦粗；第二步，拔长、气割下料；第三步，镦粗；第四步，碾压成型；第五步，平整；在锻压过程中严格控制温度，使锻件温度始终保持在８５０～１２４０℃的范围内，并保证每一锻造步骤的锻造比。本发明专利技术能使锻压后的锻件不易产生裂纹，壁厚均匀，锻件材料致密，成分均匀，金属流线分布合理，性能稳定。适用于核电大锻件封头的成形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及加工核电大锻件封头的锻造工艺方法，特别是涉及一种用于 AP1000 (第三代先进压水堆)核电一体化顶盖成形碾压方法。
技术介绍
目前，全球核电已进入了一个高速发展时期，为了改善能源结构，各工业发达 国家和发展中国家都在积极致力于核电的发展。美国把扩大核能作为国家能源政策的重 要组成部分，在役的100多座核电站有相当部分需要进行更新换代。俄罗斯制定了较大 规模的核电计划，已有5座机组在建设中。日本政府提出核电立国，计划在2010年前新 建13座核电站，2011年后，再建7座核电站。亚洲除中国、日本、韩国外还有11个国 家分别提出要发展核电。2020年前，全球每年至少需要二十多套核电锻件，市场前景非 常广阔。中国虽已从法、美等发达国家引进了先进的核电设计、制造技术、但却因为种 种原因无法引进核电锻件的制造技术，甚至无法及时从国外采购锻件。所以只有通过原 始创新，研制出超大型锻件才能真正实现大型先进压水堆核电的国产化。因此，中国正在积极研究核电大锻件封头的成形技术，突破高品质大锻件成形 工艺自主创新开发的科技攻关。其中，封头类锻件的冲压成形一直是难点之一。由于整体封头制造难度很大，而这种封头的结构设计代表当今压力容器封头的 发展方向，目前国内各制造厂家还没有成功开发出一体化顶盖的制造技术，国际上也只 有日本、韩国等少数发达国家拥有这种锻件的成形技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种类似于封头成形的一体化顶盖成型的碾压 方法，使碾压成型后的锻件材料致密，成分均勻，金属流线分布合理，性能稳定。为解决上述技术问题，本专利技术的包括如下步骤第一步，镦粗；将双真空钢锭加热至1220 °C，经过镦粗使其锭身高度由 4330mm变为2700士50mm，锻造比达到1.5以上；镦粗过程中使双真空钢锭的温度始终 保持在850 1220°C范围内；第二步，拔长、气割下料；将双真空钢锭的温度加热至1220°C，拔长锭身至 5960士50mm，锻造比达到2以上；然后将双真空钢锭底端去除一段，使锭身高度变为 5350 士 50mm ；第三步，镦粗；将双真空钢锭的温度加热至1240°C镦粗，使其高度由5350mm 变为2350士50mm，锻造比达到2以上；镦粗过程中使双真空钢锭的温度始终保持在 850 1240°C的范围内；第四步，碾压成型；将双真空钢锭加热至1200°C，再放置到模具上碾压成型；第五步，平整；将双真空钢锭加热至120(TC，再放置到模具上进行平整。一体化顶盖的形状为一个具有高830mm法兰的封头。由于采用本专利技术的方法在 锻压过程中严格控制温度，使锻件温度始终保持在850 1240°C范围内，并保证每一锻 造步骤的锻造比，因此锻压后的工件不易产生裂纹，壁厚均勻，锻件材料致密，成分均 勻，金属流线分布合理，性能稳定。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是一体化顶盖碾压上模具示意图，其中图Ib是图Ia的侧视图2 —体化顶盖碾压下模具示意图3是双真空钢锭示意图4是经过镦粗的锻件示意图5是经过拔长的锻件示意图6是经过镦粗的锻件示意图； 图7是一体化顶盖碾压成型示意图8是锻件经过平整后的示意图9是经过碾压成型平整后的锻件示意图。具体实施方式AP1000 (第三代先进压水堆)一体化顶盖采用《ASME规范》SA-508中Grade3. Classl材料，内部的球半径为1950m壁厚为230mm，法兰高度为830mm，整个一体化顶 盖需要成型的最大难点是它的法兰高，整体直径大。因此，对一体化顶盖坯料碾压时需 要采用专用的碾压模具，以达到规定的尺寸要求且保证球壁与法兰接合处不产生裂纹。下面结合具体实施例对《ASME规范》SA-508中Grade3.Classl材料的一体化 顶盖的双真空钢锭(以下简称为“锻件”)锻造方法进行详细的说明。参见图3所示，使用16500吨水压机，对锭身上口直径为3564mm，锭身下口直 径为3045mm，锭身高度为4330mm，重量365吨的双真空钢锭进行锻压。锻压过程分为 以下步骤第一步，镦粗；将锻件加热至1220°C，经过镦粗将锭身高度由4330mm变为 2700士50mm，使锻造比达到1.5以上；在镦粗过程中如果锻件温度降至850°C以下，则 将锻件重新加热，使锻件的温度始终保持在850 1220°C的范围内。经过镦粗后的锻件 形状如图4所示，锭身的高度为2700士50mm，锭身的直径(Φ)约为4050mm。第二步，拔长、气割下料；将锻件温度加热至1220 °C，拔长锭身至 5960士50mm，使锻造比达到2以上；然后气割下料，将锻件底端去除一段，保证双真空 钢锭底部充分切除，使锻件的锭身由5960mm变为5350士50mm。经过拔长、气割下料 后锻件的形状尺寸如图5所示，锭身的直径为2700mm，冒口端留800_长钳把，其作 用是在以后的锻造工序中定锻件的中心位置。第三步，镦粗；将锻件温度加热至1240°C，镦粗锻件，使其锭身由5350mm的 高度变为2350士50mm，锻造比达到2以上；镦粗过程中如果锻件温度降至850°C以下， 则将锻件重新加热，使锻件的温度始终保持在850 1240°C的范围内。经过本次镦粗后锻件的形状尺寸如图6所示，锭身的高度为2350mm，锭身的直径为4030mm。第四步，碾压成型；将锻件加热至1200°C，再将锻件放置到如图2所示的碾压 下模具上，然后用如图1所示的碾压上模具将锻件碾压成型(同时结合图7所示)。在碾 压过程中，每次旋转角度为10度，每次压下量不超过200mm。第五步，平整；将锻件加热至1200°C，再将锻件放置到如图2所示的碾压下模 具上，然后用如图1所示的碾压上模具对锻件进行平整(同时结合图8所示)。在平整工 序中，主要是平整法兰部位高度，保证法兰部位尺寸符合工艺要求。经过碾压成型平整后的锻件如图9所示。按以上步骤进行锻压，依据ASME(美国机械工程师学会)规范(ASME颁布的 《锅炉及压力容器规范》简称《ASME规范》)计算，总锻比达功.5。图1是碾压上模具的实施例。参见图Ia所示，所述碾压上模具为一上宽下窄的 梯形，其顶部具有一燕尾形的凸出部；再参见图Ib所示，该碾压上模具的前后两侧面， 其上部前后两侧面平行，从中部至底端前后两侧面之间的宽度逐渐减少，形成锥面。图2是碾压下模具的实施例。所述碾压下模具为一矩形立方体，其中上部具有 一圆弧形的凹陷部，该凹陷部的底部至碾压下模具的底端具有一通孔。以上通过具体实施例对本专利技术进行了详细的说明，但这些并非构成对本专利技术的 限制。在不脱离本专利技术原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这 些也应视为本专利技术的保护范围。权利要求1.一种，其特征在于，包括如下步骤第一步，镦粗；将双真空钢锭加热至1220°c，经过镦粗使其锭身高度由4330mm 变为2700士50mm，锻造比达到1.5以上；镦粗过程中使双真空钢锭的温度始终保持在 850 1220°C范围内；第二步，拔长、气割下料；将双真空钢锭的温度加热至1220°C，拔长锭身至 5960士50mm，锻造比达到2以上；然后将双真空钢锭底端去除一段，使锭身高度变为 5350 士 50mm ；第三步，镦粗；将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化顶盖成形的碾压方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，镦粗；将双真空钢锭加热至１２２０℃，经过镦粗使其锭身高度由４３３０ｍｍ变为２７００±５０ｍｍ，锻造比达到１．５以上；镦粗过程中使双真空钢锭的温度始终保持在８５０～１２２０℃范围内；第二步，拔长、气割下料；将双真空钢锭的温度加热至１２２０℃，拔长锭身至５９６０±５０ｍｍ，锻造比达到２以上；然后将双真空钢锭底端去除一段，使锭身高度变为５３５０±５０ｍｍ；第三步，镦粗；将双真空钢锭的温度加热至１２４０℃镦粗，使其高度由５３５０ｍｍ变为２３５０±５０ｍｍ，锻造比达到２以上；镦粗过程中使双真空钢锭的温度始终保持在８５０～１２４０℃的范围内；第四步，碾压成型；将双真空钢锭加热至１２００℃，再放置到模具上碾压成型；第五步，平整；将双真空钢锭加热至１２００℃，再放置到模具上进行平整。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶志强，凌进，贾天义，李向，陶志勇，
申请(专利权)人：上海重型机器厂有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]