[發明專利]核反應堆壓力容器大型頂蓋封頭的整體仿形鍛造方法

有效

• 申請號: 201310496348.X
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104550623A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王寶忠;劉凱泉;劉穎;楊曉禹;曲在文;許四海;祁文波
• 申請（專利權）人: 中國第一重型機械股份公司
• 主分類號: B21K21/12
• 分類號: B21K21/12;B21J13/02;B21J13/06
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種核反應堆壓力容器大型頂蓋封頭的整體仿形鍛造方法。

背景技術

一般核反應堆壓力容器大型頂蓋封頭帶有quickloc管及厚壁法蘭，在傳統制造工藝中，quickloc管采用在頂蓋近底部的位置經過堆焊和機加工獲得；堆焊工作量非常大，在堆焊過程中要對頂蓋鍛件反復進行預熱和焊后熱處理，大幅延長生產周期，提高勞動強度，降低生產效率；同時反復加熱對頂蓋鍛件的機械性能帶來潛在風險。另外厚壁法蘭尺寸與頂蓋封頭壁厚尺寸變化劇烈，這樣在鍛造變形過程中金屬流動狀態難于控制，鍛件的飽滿程度與余量的最小化控制形成矛盾，要實現帶有quickloc管及厚壁法蘭的大型頂蓋封頭整體仿形近凈成形鍛造就變得極為困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種核反應堆壓力容器大型頂蓋封頭的整體仿形鍛造方法，本方法克服了傳統頂蓋封頭鍛造的缺陷，實現頂蓋封頭整體仿形近凈成形鍛造，降低了勞動強度，提高了生產效率，保證了頂蓋封頭的產品質量。

為解決上述技術問題，本發明核反應堆壓力容器大型頂蓋封頭的整體仿形鍛造方法包括如下步驟：

步驟一、確定整體頂蓋封頭的特征尺寸參數，quickloc管環帶中心距D1、quickloc管環帶寬T2、qukciloc管環帶高H2、法蘭外徑直徑D3、法蘭內徑直徑D2，法蘭高H1、封頭球面內徑半徑SR1、封頭壁厚T1、封頭外球面頂高H3和封頭內球面頂高H4；

步驟二、制作預制坯料時的專用錘頭和凹模，專用錘頭形狀為多邊形柱體結構，用于鍛造大型頂蓋封頭鍛件的內球面，專用錘頭按頂蓋封頭球面內徑半徑SR1和法蘭內徑直徑D2的尺寸制造，其中專用錘頭高度為SR1+200、錘頭球面半徑為SR1、錘頭頂面長度為D2；凹模形狀為凹字形的圓餅類結構，用于鍛造大型頂蓋封頭鍛件的球頂外球面，凹模按quickloc管環帶中心距D1、法蘭外徑直徑D3、封頭球面內徑SR1和封頭壁厚T1的尺寸制造，其中凹模底面外徑直徑為D3、凹模肩部直徑為D3-450、凹模quickloc管環帶中心距為D1、凹模quickloc管環帶寬為T2、凹模球面半徑為SR1+T1、凹模底面距凹模球面中心高度為SR1+T1+300；

步驟三、制作用于旋轉鍛造的凹模圈和下模定位盤，凹模圈形狀為筒形結構，用于鍛造大型頂蓋封頭鍛件的法蘭外表面，凹模圈按頂蓋封頭法蘭高H1、封頭外球面頂高H3和法蘭外徑直徑D3尺寸制造，其中凹模圈外徑直徑為D3+500、凹模圈內徑直徑為D3、凹模圈高度為H3+150、凹模圈內徑在高度為H1處擴徑3°；下模定位盤形狀為帶有凸臺的圓餅類結構，用于支撐和定位凹模圈，下模定位盤按頂蓋封頭法蘭外徑直徑D3尺寸制造并與凹模圈匹配，其中下模定位盤外徑為D3+500、下模定位盤底面內凹圓臺直徑為D3-250、下模定位盤頂面凸臺直徑為790、凸臺高度為200；

步驟四、鍛造預制坯料時，來料尺寸φ3800×2750，鍛造前在水壓機工作臺面上安裝凹模和下模定位盤，并保證對中，坯料在加熱爐溫度1250℃±20℃下加熱，將坯料垂直吊至凹模中，用水壓機鐓粗坯料，坯料在凹模內鐓粗至坯料上端面距下模定位盤下端面高度為2500～2550時停止，坯料在凹模內鐓粗總壓下行程為△H=900；

步驟五、在水壓機工作臺面上依次安裝凹模、凹模圈、下模定位盤，水壓機活動橫梁設置專用錘頭，并保證各部件對中。鐓粗坯料在加熱爐溫度1250℃±20℃下加熱，將鐓粗坯料吊至凹模內，采用專用錘頭對坯料進行旋轉鍛造，當坯料上端面距下模定位盤下端面高度為△H2=2950～3000mm、專用錘頭最大行程1500mm時，停止旋轉鍛造，測量坯料尺寸，得到頂蓋封頭成品。

由于本發明核反應堆壓力容器大型頂蓋封頭的整體仿形鍛造方法采用了上述技術方案，即本方法首先確定整體頂蓋封頭的特征尺寸參數，根據特征尺寸參數分別制作預制坯料時的專用錘頭和凹模以及旋轉鍛造的凹模圈和下模定位盤，鍛造預制坯料時，依次安裝凹模、凹模圈、下模定位盤和專用錘頭并保證對中，坯料在凹模內鐓粗至坯料上端面距凹模定位盤下端面一定高度時停止，坯料在凹模內鐓粗總壓下行程為△H=900；對坯料進行旋轉鍛造，當坯料上端面距下模定位盤下端面高度為△H2=2950～3000mm、專用錘頭最大行程1500mm時，停止旋轉鍛造，測量坯料尺寸，得到頂蓋封頭成品。本方法克服了傳統頂蓋封頭鍛造的缺陷，實現頂蓋封頭整體仿形近凈成形鍛造，降低了勞動強度，提高了生產效率，保證了頂蓋封頭的產品質量。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明：