[發明專利]一種大尺寸弧形狀銀銅板的鍛造加工方法

在審

• 申請號: 201410529368.7
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN105562453A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 邱銀;李廣生;王鳳德;鄒暉;單亞農;毛維成;李瑋;林才;曲德猛;蔡立君;劉健
• 申請（專利權）人: 核工業西南物理研究院
• 主分類號: B21C37/02
• 分類號: B21C37/02
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明涉及有色金屬加工領域，具體涉及一種用于常規磁體托卡馬克裝 置板式環向場線圈所需的大尺寸弧形狀銀銅板的鍛造加工方法。

背景技術

托卡馬克裝置，是一種利用磁場約束等離子體來實現受控核聚變反應的 聚變裝置。它的中央是一個環形的真空室，外面纏繞著線圈。線圈通電產生 巨大的磁場，用于約束等離子體，通過各種輔助加熱手段使等離子體達到高 溫高壓狀態，以達到核聚變反應的目的。線圈分為常規磁體線圈和超導磁體 線圈。常規磁體線圈主要由銅及銅合金材料做導體進行制造。板式環向場線 圈需要大尺寸弧形狀高強高導銅合金板材，由于其形狀特殊，性能要求高， 給生產和制造帶來了很大的困難，國內沒有制造過大尺寸弧形狀銀銅板。

目前現有的生產工藝是，銅錠熱軋開坯——熱軋——固溶熱處理——冷 軋——時效熱處理——機加工——包裝。此工藝中采用寬板軋機生產出來的 銅板是規則的方板，然后直接按所需形狀切割加工，最后還需要進行鉚焊才 能做成大尺寸弧形狀銅板。這種方法雖然可以滿足生產要求，但是制造過程 中，需要預留出很大的加工余量，造成材料利用率低，生產成本高，并且鉚 焊工藝復雜，一次成功率低，降低了產品的整體結構性能和使用性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種大尺寸弧形狀銀銅板的鍛造加工方法，它能夠 減少加工鍛造過程中的大量預留加工余量，降低加工成本，充分提高環向場 線圈外弧段的整體結構和使用性能。

本發明是這樣實現的，一種大尺寸弧形狀銀銅板的鍛造加工方法，它包 括以下步驟，

步驟A：將原料銀銅鑄錠加入到真空電爐中進行真空熔鑄，將鑄錠底部 的內澆道取樣化驗；

步驟B：將由步驟A制得的鑄錠進行冒口切割并對鑄錠剝皮及清理冒口 縮孔；

步驟C：將由步驟B制得的鑄錠進行熱鍛開坯，先進行加熱并保溫，然 后進行鐓粗和平整，再進行第二次加熱保溫并對馬杠進行擴孔平整；

步驟D：將步驟C制得的鑄錠進行鍛坯車削清理，用探傷儀探傷檢測是 否存在缺陷，并清理掉表面折疊缺陷；

步驟E：對步驟D制得的鑄錠進行加熱保溫并參照圖紙尺寸要求進行熱 環扎處理；

步驟F：將由步驟E制得的鑄錠進行環軋件表面處理，先進行車削內外 表面及端面至無缺陷，再用超聲波探傷儀進行探傷檢測，將環件從中間切斷， 均分成兩個半圓；

步驟G：將步驟F中制得的半圓鑄件放在壓力機上進行冷鍛，進行縱向 冷變形，使環件高度減小，外徑增大；

步驟H：將步驟G中所得的鍛件，進行下料壓弧并整形，按照零件重量 下料，彎曲部分采用不均勻變形，按樣板整形，將所獲得的大尺寸弧形狀銀 銅板進行去應力退火。

本發明的優點是，本發明的鍛造加工方法相比現有技術的加工方法，能 夠減少加工過程中大量預留的加工余量，降低加工成本，細化外弧段板材的 組織晶粒，充分提高線圈的整體結構性能和使用性能。其制造方法具有如下 優點：1、采用高溫熱環扎，并利用環扎余熱進行去應力退火處理的形變熱處 理工藝，避免了重新加熱進行固溶熱處理，因此充分細化了銀銅板材的晶粒 組織；2、采用不均勻變形的成型方式，進行熱鍛、熱環扎、冷鍛等加工，工 藝流程簡單。大幅降低預留機加工余量，消除了后續加工所需的鉚焊工藝， 提高了產品材料利用率和線圈的整體性能，降低了生產成本。

附圖說明

圖1為下料示意圖；

圖2為鐓粗、沖孔、擴孔示意圖；

圖3為熱環軋示意圖；

圖4為鋸切示意圖；

圖5為鍛件成品圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細介紹：

環流器二號A升級改造后的托卡馬克裝置環向場線圈外弧段導體材料為 等厚的非圓弧形銀銅板。銅板厚度為50毫米，寬度從220毫米到280毫米不 等，弧長約為7米。在弧段下部有一個S形的匝間跳線結構。傳統的加工方 法是軋制或者鍛造出等厚的方板，通過線切割或者水切割加工成上下兩個弧 形銀銅板，然后再將上下兩個弧形銀銅板通過鉚焊的方式連接。這種方法不 僅降低了線圈的整體結構性能，而且造成銅板的大量浪費。

一種大尺寸弧形狀銀銅板的鍛造加工方法，包括以下步驟，

步驟A：將原料銀銅鑄錠加入到真空電爐中進行真空熔鑄，將鑄錠底部 的內澆道取樣化驗；