核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，主要包括鍛制裝置制作、制坯、預(yù)成型、成型步驟，在預(yù)成型步驟中采用壓板套在導(dǎo)柱上，筒形坯料放入預(yù)成型模中，預(yù)成型模放在液壓機(jī)下平臺(tái)的下砧上，隨下平臺(tái)移動(dòng)至液壓機(jī)上砧處進(jìn)行鐓粗預(yù)成型，在成型步驟中，將錐形沖頭放置在中間坯大口端內(nèi)孔處，液壓機(jī)上砧向下壓錐形沖頭，錐形沖頭沿中間坯內(nèi)孔向下移動(dòng)并擴(kuò)口成型，最后得到導(dǎo)向喇叭口鍛件，本發(fā)明的方法鍛制的鍛件其纖維方向隨形分布，安全可靠，具有抗高溫、高壓和抗腐蝕特性，且機(jī)械加工余料小，省材料，加工周期短，制造成本低。
【專利說明】核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械制造中的鍛造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]核電堆內(nèi)構(gòu)件用的導(dǎo)向喇叭口是一種有帶錐度內(nèi)孔的異形件，對(duì)耐高溫、高壓、抗腐蝕、內(nèi)部低缺陷、綜合力學(xué)性能要求非常高；導(dǎo)向喇叭口傳統(tǒng)制造方法一般是采用鍛造實(shí)心鍛件的方式成型，然后再通過鉆孔，車削內(nèi)部多余余量；或者采用鑄造的方式成型；目前采用鍛造的方式生產(chǎn)的產(chǎn)品因鍛件內(nèi)部纖維方向被切斷，不僅降低了其綜合力學(xué)性能和使用壽命，而且由于加工余量太大，需耗大量時(shí)間進(jìn)行機(jī)加工，同時(shí)也造成原材料浪費(fèi)；而采用鑄造的方式成型，存在材料組織分布不均勻的問題，導(dǎo)致綜合力學(xué)性能不能滿足壓力容器的制造要求。目前這兩種方法采用機(jī)械加工去除多余金屬制成，機(jī)械加工余量大，加工周期長(zhǎng)，材料浪費(fèi)大，制造成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)傳統(tǒng)方法鍛造的核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口存在的問題和弊端及產(chǎn)品自身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)提供了一種核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，利用方法能使鍛件纖維方向隨形分布，機(jī)加工余量小，機(jī)械性能和使用壽命提高，加工成本低。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，主要包括如下步驟:
[0006]鍛制裝置制作:根據(jù)導(dǎo)向喇叭口鍛件的形狀結(jié)構(gòu)制作加工預(yù)成型工裝、成型工裝，其中預(yù)成型工裝包括預(yù)成型模、壓板、導(dǎo)柱，成型工裝包括成型模、錐形沖頭、限位柱，
[0007]制坯:將經(jīng)電爐加爐外精煉的原料錠加熱至鍛造溫度進(jìn)行反復(fù)多次的鍛壓以改變其組織狀態(tài)，焊合內(nèi)部缺陷，并用沖頭沖孔得到環(huán)形坯，然后再通過普通芯棒拔長(zhǎng)得到滿足要求的筒形坯料，
[0008]預(yù)成型:先將預(yù)成型模預(yù)熱至250°C?350°C，涂抹脫模劑，然后將經(jīng)加熱并充分保溫后的筒形坯料放入預(yù)成型模內(nèi)，之后再將導(dǎo)柱插入筒形坯料內(nèi)孔，即筒形坯料套在導(dǎo)柱上，然后將壓板套在導(dǎo)柱上，預(yù)成型模放在液壓機(jī)下平臺(tái)的下砧上，隨下平臺(tái)移動(dòng)至液壓機(jī)上砧處進(jìn)行鐓粗預(yù)成型，
[0009]成型:預(yù)成型結(jié)束后得到中間坯，取下壓板以及導(dǎo)柱，然后將預(yù)成型模更換為成型模，將中間坯放入成型模中，同時(shí)，將限位柱放置在中間坯下部的內(nèi)孔中，將錐形沖頭放置在中間坯大口端內(nèi)孔處，液壓機(jī)上砧向下壓錐形沖頭，錐形沖頭沿中間坯內(nèi)孔向下移動(dòng)并擴(kuò)口，將中間坯擴(kuò)孔至要求尺寸，同時(shí)，中間坯外形沿成型模流動(dòng)，填充凹槽，最后得到導(dǎo)向喇叭口鍛件。
[0010]所述在成型步驟中，先將中間坯加熱至鍛造溫度，同時(shí)將成型模預(yù)熱至250°C?350°C，涂抹脫模劑。
[0011]本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]利用本發(fā)明的方法可鍛制不同材料、不同尺寸的有帶錐度內(nèi)孔的異形件，其纖維方向隨形分布，安全可靠，具有抗高溫、高壓和抗腐蝕特性，且機(jī)械加工余料小，省材料，加工周期短，制造成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的方法預(yù)成型時(shí)預(yù)成型工裝主剖視(示意)圖；
[0014]圖2是本發(fā)明的方法成型時(shí)成型工裝主剖視(示意)圖；
[0015]圖3是導(dǎo)向喇叭口鍛件主剖視圖；
[0016]圖中:1-預(yù)成型模、2-壓板、3-導(dǎo)柱、4-筒形坯料、5-成型模、6_中間坯、7_錐形沖頭、8-限位柱、9-導(dǎo)向喇叭口鍛件。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)就此理解為本發(fā)明所述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，凡根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種修改、替換和變更，均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0018]如圖1至3所示，一種核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，
[0019]主要包括如下步驟:
[0020]鍛制裝置制作:根據(jù)導(dǎo)向喇叭口鍛件9的形狀結(jié)構(gòu)制作加工預(yù)成型工裝、成型工裝，其中預(yù)成型工裝包括預(yù)成型模1、壓板2、導(dǎo)柱3，成型工裝包括成型模5、錐形沖頭7、限位柱8 ;預(yù)成型模I的型腔上部為半喇叭口形狀，型腔下部為倒錐形圓柱體狀，壓板2為環(huán)形結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱3為圓柱體，導(dǎo)柱3的長(zhǎng)度大于筒形坯料4的高度，所述成型模5的型腔形狀與導(dǎo)向喇叭口鍛件9的外部形狀相同，錐形沖頭7的外部形狀與導(dǎo)向喇叭口鍛件9的喇叭口內(nèi)部形狀相同，限位柱8為圓柱體；
[0021]制坯:將經(jīng)電爐加爐外精煉的原料錠加熱至鍛造溫度進(jìn)行反復(fù)多次的鍛壓以改變其組織狀態(tài)，焊合內(nèi)部缺陷，并用沖頭沖孔得到環(huán)形坯，然后再通過普通芯棒拔長(zhǎng)得到滿足要求的筒形坯料4;
[0022]預(yù)成型:先將預(yù)成型模I預(yù)熱至250°C?350°C，涂抹脫模劑，然后將經(jīng)加熱并充分保溫后的筒形坯料4放入預(yù)成型模I內(nèi)，之后再將導(dǎo)柱3插入筒形坯料4內(nèi)孔，即筒形坯料4套在導(dǎo)柱3上，然后將壓板2套在導(dǎo)柱3上，預(yù)成型模I放在液壓機(jī)下平臺(tái)的下砧上，隨下平臺(tái)移動(dòng)至液壓機(jī)上砧處進(jìn)行鐓粗預(yù)成型；
[0023]成型:預(yù)成型結(jié)束后得到中間坯6，取下壓板2以及導(dǎo)柱3，然后將預(yù)成型模I更換為成型模5,將中間還6放入成型模5中，同時(shí),將限位柱8放置在中間還6下部的內(nèi)孔中，將錐形沖頭7放置在中間坯6大口端內(nèi)孔處，液壓機(jī)上砧向下壓錐形沖頭7，錐形沖頭7沿中間坯6內(nèi)孔向下移動(dòng)并擴(kuò)口，將中間坯6擴(kuò)孔至要求尺寸，同時(shí)，中間坯6外形沿成型模流動(dòng)，填充凹槽，最后得到導(dǎo)向喇叭口鍛件9。
[0024]所述在成型步驟中，如果中間坯6的溫度低于材料的鍛造溫度時(shí)，則應(yīng)先將中間坯6加熱至鍛造溫度，同時(shí)將成型模5預(yù)熱至250°C?350°C，涂抹脫模劑，以保證材料的鍛造性能，提升鍛件質(zhì)量。
[0025]所述導(dǎo)向喇叭口鍛件9為鋼材質(zhì)，所述鍛造溫度為850°C?1180°C，本發(fā)明除可鍛制鋼材質(zhì)外，還可鍛制其它材料的鍛件如鋁合金、鈦合金、銅合金等。
[0026]所述導(dǎo)向喇叭口鍛件9的材質(zhì)為Z2CN19-10+N2不銹鋼，所述鍛造溫度為850°C?1120°C，導(dǎo)向喇叭口鍛件9纖維方向隨形分布更加均勻，鍛件的力學(xué)性能指標(biāo)(如抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率等)比傳統(tǒng)方法提高5-10%，鍛件更加安全可靠，且具有較好的抗高溫、高壓和抗腐蝕特性，此外，由于各領(lǐng)域?qū)﹀懠Я４旨?xì)大小要求的不同，在實(shí)際鍛制過程中，對(duì)晶粒粗細(xì)大小要求低的鍛件，其終鍛溫度可控制在900°C -950°C,以獲得較好的材料鍛造變形性能，而對(duì)晶粒要求細(xì)化的鍛件，其終鍛溫度一般控制在850°C _880°C左右，以防止因終鍛溫度過高而弓I起的鍛件晶粒粗大。
【權(quán)利要求】
1.一種核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，其特征在于主要包括如下步驟: 鍛制裝置制作:根據(jù)導(dǎo)向喇叭口鍛件(9)的形狀結(jié)構(gòu)制作加工預(yù)成型工裝、成型工裝，其中預(yù)成型工裝包括預(yù)成型模(I)、壓板(2)、導(dǎo)柱(3)，成型工裝包括成型模(5)、錐形沖頭(7)、限位柱(8)， 制坯:將經(jīng)電爐加爐外精煉的原料錠加熱至鍛造溫度進(jìn)行反復(fù)多次的鍛壓以改變其組織狀態(tài)，焊合內(nèi)部缺陷，并用沖頭沖孔得到環(huán)形坯，然后再通過普通芯棒拔長(zhǎng)得到滿足要求的筒形坯料(4)， 預(yù)成型:先將預(yù)成型模(I)預(yù)熱至250°C?350°C，涂抹脫模劑，然后將經(jīng)加熱并充分保溫后的筒形坯料(4)放入預(yù)成型模(I)內(nèi)，之后再將導(dǎo)柱(3)插入筒形坯料(4)內(nèi)孔，即筒形坯料⑷套在導(dǎo)柱⑶上，然后將壓板⑵套在導(dǎo)柱⑶上，預(yù)成型模⑴放在液壓機(jī)下平臺(tái)的下砧上，隨下平臺(tái)移動(dòng)至液壓機(jī)上砧處進(jìn)行鐓粗預(yù)成型， 成型:預(yù)成型結(jié)束后得到中間坯￠)，取下壓板(2)以及導(dǎo)柱(3)，然后將預(yù)成型模(I)更換為成型模(5)，將中間坯(6)放入成型模(5)中，同時(shí)，將限位柱(8)放置在中間坯(6)下部的內(nèi)孔中，將錐形沖頭(7)放置在中間坯(6)大口端內(nèi)孔處，液壓機(jī)上砧向下壓錐形沖頭(7)，錐形沖頭(7)沿中間坯(6)內(nèi)孔向下移動(dòng)并擴(kuò)口，將中間坯(6)擴(kuò)孔至要求尺寸，同時(shí)，中間坯(6)外形沿成型模流動(dòng)，填充凹槽，最后得到導(dǎo)向喇叭口鍛件(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，其特征在于在成型步驟中，先將中間坯(6)加熱至鍛造溫度，同時(shí)將成型模(5)預(yù)熱至250°C?350°C，涂抹脫模劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，其特征在于所述導(dǎo)向喇叭口鍛件(9)為鋼材質(zhì)，所述鍛造溫度為850°C?1180°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電堆內(nèi)構(gòu)件用導(dǎo)向喇叭口鍛件的鍛制方法，其特征在于所述導(dǎo)向喇叭口鍛件(9)的材質(zhì)為Z2CN19-10+N2不銹鋼，所述鍛造溫度為850°C?1120。。。
【文檔編號(hào)】B21J5/08GK104139145SQ201410392140
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月11日
【發(fā)明者】羅太亞, 杜力軍 申請(qǐng)人:貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司