[發(fā)明專利]一種核電用護環(huán)的成形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710686467.X
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107282854B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設計）人: 張偉;李躍文;李剋蒙;李政軍;張晏龍;李夢啟;李雅范;鄭吉偉;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 煙臺臺海瑪努爾核電設備有限公司;哈爾濱電氣動力裝備有限公司
• 主分類號: B21K1/76
• 分類號: B21K1/76
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發(fā)明涉及核電用護環(huán)的成形方法，其工藝步驟包括鍛制棒料與粗加工，坯料熱擠壓，環(huán)坯的機加工，環(huán)坯固溶處理，預脹形與主脹形等。本發(fā)明達到的有益效果是，能夠實現ASTM A289M標準中最高性能等級(8級)的護環(huán)的制造，其中95?105℃高溫拉伸屈服強度平均達1220MPa，延伸率平均達22％，性能分布均勻；且護環(huán)生產穩(wěn)定，在生產過程中不易出現開裂。

技術領域

本發(fā)明涉及一種核電用護環(huán)的成形方法，屬于金屬加工技術領域。

背景技術

AP1000和CP1400是我國三代核電站壓水堆的主力堆型之一。AP1000和CAP1400的反應堆冷卻劑主循環(huán)泵(以下簡稱主泵)均采用單級、全密封、高轉動慣量、屏蔽式的電動泵，它是一回路系統中唯一的旋轉設備，是核島的心臟，屬于核安全一級設備，是壓水堆核電站的關鍵設備之一。屏蔽式主泵的最大特點就是無軸封，可實現零泄漏，安全性更高，在三代核電技術不斷發(fā)展的趨勢下這項優(yōu)勢越來越被看重。為增加主泵轉動慣量，延長惰轉時間，在主泵電機上下兩側各設置了1套飛輪組件，飛輪組件主要是由數塊重金屬鎢合金熱套在高強度、高剛性的不銹鋼護環(huán)內組成。飛輪護環(huán)服役工況復雜，處于高速旋轉、強磁場、潮濕的腐蝕介質條件下，綜合力學性能要求高(達到ASTM A289M最高等級8級)，是核島內唯一必須冷變形強化的大型鍛件，制造工藝極為復雜，目前全部依賴進口，現已成為主泵電機國產化的瓶頸問題。相比于其它火電機組用護環(huán)，核電用電機飛輪等高性能護環(huán)尺寸較小、性能要求更高、合金元素含量更高，成形難度極大，采用傳統的自由鍛熱鍛工藝及單次冷脹形工藝極易出現開裂，影響產品質量，造成性能不均勻、產品廢品率高等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現有技術成形難度大，在脹形過程中容易開裂且性能等級偏低的問題，提供一種核電用護環(huán)的成形方法。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：一種核電用護環(huán)的成形方法，其特殊之處在于，其工藝步驟為：

一、鍛制棒料，將鋼錠經過三個火次的鐓拔鍛制成棒料；

二、棒料粗加工、鋸割，將棒料外圓面進行粗加工，然后將其鋸割，分割成熱擠壓用坯料；

三、坯料熱擠壓，將坯料加熱至溫度為1200℃±20℃，并保溫時間不低于8h后出爐，置于擠壓模具中，使用壓機持續(xù)進行擠壓，將坯料打出圓孔形成環(huán)坯；

四、環(huán)坯的機加工，按脹形工藝的要求將環(huán)坯機加工至脹形前尺寸；

五、環(huán)坯固溶處理，將經過機加工的環(huán)坯以1060±20℃的溫度進行固溶溫度保溫，保溫時間1—3小時，之后快速水冷；

六、預脹形，將固溶處理后的環(huán)坯在變形預熱到溫度不高于300℃，采用外補液液壓脹形裝置進行脹形，脹形的速率小于2.5mm/min，控制中徑變形量為6-20％；

七、主脹形，經過預脹形后的環(huán)坯在變形預熱溫度不高于300℃，采用外補液液壓脹形裝置進行脹形，脹形的速率小于2.5mm/min，控制中徑變形量為32-52％。

為了使本發(fā)明的技術方案具有更好的效果和針對性及實時性，可以對上述的技術方案進一步的完善和細化：

進一步，所述的鍛制棒料步驟中的鋼錠為氮元素含量為0.60-0.75％，采用電渣重熔工藝生產的鋼錠，其直徑600-800mm，長度不小于1780mm，重量為5-6噸，表面無渣溝缺陷。