專利名稱：第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種核電設(shè)備用大型鍛件的制造方法，具體涉及ー種第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法。
背景技術(shù)：
近年來，電カ緊缺已成為制約各國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的瓶頸，作為節(jié)約能源和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要舉措，核電已納入了國(guó)家電カ發(fā)展規(guī)劃。而全球核電已進(jìn)入了ー個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，為了改善能源結(jié)構(gòu)，各エ業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家都在積極致力于核電的發(fā)展。目前，核電技術(shù)正朝著大型化方向發(fā)展，第三代核電站關(guān)鍵設(shè)備的制造均需要用到超大型鍛件。第三代核電堆型AP1000項(xiàng)目中的反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器(SG)橢圓形封頭環(huán)鍛件的結(jié)構(gòu)如圖I所示，由于其直徑大(外徑為5710mm,內(nèi)徑為5140mm),形狀復(fù)雜(包括彎 段和直段)，因此采用現(xiàn)有的鍛造方法，無法制造出如此接近形狀的鍛件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，它可以制造出符合要求的核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法的技術(shù)解決方案為使用萬噸級(jí)自由鍛造壓機(jī)，先將雙真空鋼錠鍛造成為整體直段，然后通過模具旋轉(zhuǎn)模壓鍛造成形彎段，具體的鍛造過程包括以下步驟第一歩，開坯；將雙真空鋼錠切除冒口和底部；其中冒ロ切除量彡18%，底部切除量> 7%，以保證雙真空鋼錠有足夠切除量；第二步，鐓粗；將エ件的溫度加熱至1220±20°C，經(jīng)過鐓粗，使エ件的高度降低、直徑増大，鐓粗鍛造比彡I. 5;鐓粗過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1240°C的范圍內(nèi)；第三步，擴(kuò)孔；將エ件的溫度加熱至1220±20°C，經(jīng)過擴(kuò)孔，使エ件的壁厚減小、直徑増大，每ー砧(即每壓下一次)壓下量< 100_，擴(kuò)孔鍛造比> 2 ； 擴(kuò)孔過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1240°C的范圍內(nèi)；第四步，旋轉(zhuǎn)模壓；將エ件的溫度加熱至1200 ±20°C，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模壓，使エ件的直徑減小、壁厚増大，每ー砧壓下量< 200_，旋轉(zhuǎn)角度< 30° ;旋轉(zhuǎn)模壓過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1220°C的范圍內(nèi)。按以上步驟進(jìn)行鍛造，總鍛造比彡3。本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是
本發(fā)明在鍛造過程中嚴(yán)格控制溫度，使鍛件溫度始終保持在850 1240°C的范圍內(nèi)，并保證每ー砧的壓下量和每ー步的鍛造比，確保鍛件形狀尺寸接近零件廓接，使得鍛件不易產(chǎn)生裂紋、折疊、起皺等，使得鍛件材料致密，成分均勻，金屬流線分布合理，性能穩(wěn)定。采用本發(fā)明所制造的鍛件能夠滿足核電設(shè)置橢圓形封頭環(huán)的尺寸要求，能夠保證橢圓形封頭環(huán)鍛件的材料致密、金屬流線分布合理、不易產(chǎn)生裂紋，并且還能夠降低機(jī)加工的難度，金屬切削量少，極大地降低加工難度和制作成本。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明圖I是本發(fā)明第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法所制造的成品鍛件的示意圖；圖2是本發(fā)明的第一歩雙真空鋼錠開坯的示意圖； 圖3是經(jīng)過鐓粗的エ件的形狀示意圖；圖4是經(jīng)過擴(kuò)孔的エ件的形狀示意圖；圖5是經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模壓的エ件的形狀示意圖；圖6是本發(fā)明的流程圖。圖中附圖標(biāo)記說明I為エ件，2為模具。
具體實(shí)施例方式如圖6所示，本發(fā)明第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，所制造的鍛件包括彎段和直段，外徑為5710±20mm，內(nèi)徑為5140±20mm，本發(fā)明使用萬噸級(jí)自由鍛造壓機(jī)，先將雙真空鋼錠鍛造成為整體直段，然后通過模具旋轉(zhuǎn)模壓鍛造成形彎段，具體的鍛造過程包括以下步驟第一歩，開坯；將如圖2所示的雙真空鋼錠切除冒口和底部；其中冒ロ切除量^ 18% (重量百分比)，底部切除量彡7% (重量百分比)，以保證雙真空鋼錠有足夠切除量;第二步，鐓粗；將エ件的溫度加熱至1220±20°C，經(jīng)過鐓粗，使エ件的高度降低、直徑増大，形成如圖3所示的形狀，鐓粗鍛造比> I. 5 ；鐓粗過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1240°C的范圍內(nèi)；第三步，擴(kuò)孔；將エ件的溫度加熱至1220±20°C，經(jīng)過擴(kuò)孔，使エ件的壁厚減小、直徑増大，形成如圖4所示的形狀，每ー砧(即每壓下一次)壓下量< 100mm，擴(kuò)孔鍛造比彡2 ；擴(kuò)孔過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1240°C的范圍內(nèi)；第四步，旋轉(zhuǎn)模壓；將エ件的溫度加熱至1200 ±20°C，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模壓，使エ件的直徑減小、壁厚増大，每ー砧壓下量< 200mm，旋轉(zhuǎn)角度< 30°，使鍛件的形狀如圖5所示，形狀尺寸滿足加工尺寸要求；
旋轉(zhuǎn)模壓過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1220°C的范圍內(nèi)。按以上步驟進(jìn)行鍛造，總鍛造比彡3。本發(fā)明所采用的模具如圖5所示，包括定模22、動(dòng)模21，動(dòng)模21的內(nèi)表面為弧形，內(nèi)表面與鍛件的外表面相配合。本發(fā)明嚴(yán)格控制第三步擴(kuò)孔和第四步旋轉(zhuǎn)模壓的壓下量最大值，壓下量不易過 大，這樣才能保證鍛件鍛造過程中不易產(chǎn)生裂紋、折疊、起皺等，鍛件材料致密，金屬流線分布合理。
權(quán)利要求
1.一種第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，所制造的鍛件包括彎段和直段，外徑為5710±20mm，內(nèi)徑為5140±20mm，其特征在于使用萬噸級(jí)自由鍛造壓機(jī)，先將雙真空鋼錠鍛造成為整體直段，然后通過模具旋轉(zhuǎn)模壓鍛造成形彎段，具體的鍛造過程包括以下步驟 第一步，開坯；將雙真空鋼錠切除冒口和底部； 第二步，鐓粗；將工件的溫度加熱至1220±20°C，經(jīng)過鐓粗，使工件的高度降低、直徑增大； 第三步，擴(kuò)孔；將工件的溫度加熱至1220±20°C，經(jīng)過擴(kuò)孔，使工件的壁厚減小、直徑增大； 第四步，旋轉(zhuǎn)模壓；將工件的溫度加熱至1200±20°C，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模壓，使工件的直徑減 小、壁厚增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第一步開坯過程中，冒口切除量彡18%，底部切除量彡7%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第二步的鐓粗鍛造比> I. 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第二步鐓粗過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1240°C的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第三步擴(kuò)孔的每次壓下量< 100mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第三步的擴(kuò)孔鍛造比> 2。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第三步擴(kuò)孔過程中如鍛件溫度降至850°C以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在850 1240°C的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第四步旋轉(zhuǎn)模壓的每次壓下量< 200mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第四步旋轉(zhuǎn)模壓的旋轉(zhuǎn)角度<30°。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，其特征在于所述第四步旋轉(zhuǎn)模壓過程中如鍛件溫度降至850°c以下，將鍛件重新加熱，使 鍛件的溫度始終保持在850 1220°C的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種第三代核電站蒸汽發(fā)生器橢圓形封頭環(huán)鍛件的鍛造方法，所制造的鍛件包括彎段和直段，使用萬噸級(jí)自由鍛造壓機(jī)，先將雙真空鋼錠鍛造成為整體直段，然后通過模具旋轉(zhuǎn)模壓鍛造成形彎段，具體的鍛造過程包括以下步驟第一步，開坯；將雙真空鋼錠切除冒口和底部；第二步，鐓粗；將工件的溫度加熱至1220±20℃，經(jīng)過鐓粗，使工件的高度降低、直徑增大；第三步，擴(kuò)孔；將工件的溫度加熱至1220±20℃，經(jīng)過擴(kuò)孔，使工件的壁厚減小、直徑增大；第四步，旋轉(zhuǎn)模壓；將工件的溫度加熱至1200±20℃，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)模壓，直徑減小、壁厚增大。采用本發(fā)明所制造的鍛件，能夠保證橢圓形封頭環(huán)鍛件的材料致密、金屬流線分布合理、不易產(chǎn)生裂紋。
文檔編號(hào)B21J5/08GK102825187SQ20111016511
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者陶志勇, 王麗君, 孟凡旺, 喬志洲 申請(qǐng)人:上海重型機(jī)器廠有限公司