[發(fā)明專利]一種鋯合金模鍛件的制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110509087.5
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113385624B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫敏;段曉輝;孫子城
• 申請（專利權(quán)）人: 寶雞市渭濱區(qū)怡鑫金屬加工廠
• 主分類號: B21J5/00
• 分類號: B21J5/00;B21H1/06;C22C1/03;C22C16/00;C22F1/18
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 石淑珍

1.一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1、配料

選用O含量≤0.05％、Fe含量≤0.05％的海綿鋯、及氧化鋯、鋯鈮合金、鐵釘，且四者的重量比范圍為96～97％的海綿鋯、0.4～0.6％的氧化鋯、2.5～3.5％的鋯鈮合金、及0.05～0.06％的鐵釘；

S2、制備鑄錠

將海綿鋯、氧化鋯、鋯鈮合金、以及鐵釘按重量比配比重量份后，在真空自耗電弧爐內(nèi)熔煉成規(guī)格為的鑄錠，其O含量為0.14％～0.16％、Fe含量為0.08％～0.1％；

S3、鍛造

一火鍛造：將鑄錠加熱至1010～1030℃，保溫360～400min，采用快鍛機(jī)圓周整形至□500×900mm，在沿其長度方向下鐓至500mm高，再反向拔長至□500×900mm，如此循環(huán)做三次鐓拔，并最后滾圓至得到一火坯料；

二火鍛造：將一火坯料裝爐加熱至830～850℃，保溫360～400min，做鐓拔，先將800mm高下鐓至500mm高，再沿原向拔長至800mm高，如此循環(huán)做三次鐓拔，并最終成型□350×1850mm，得到二火坯料；

三火鍛造：將二火坯料切料打磨并加熱至820～830℃，接著整形至得到初始坯料；

S4、制備圓柱凸臺坯料

選用制備模具將初始坯料下鐓至小直徑端為大直徑端為的圓柱凸臺坯料；

S5、沖孔

將圓柱凸臺坯料加熱至820℃回火保溫120～150min，接著沖的孔，最后再用沖芯擴(kuò)孔至同時得到小直徑端為大直徑端為的中間坯料；

S6、碾環(huán)擴(kuò)孔

將中間坯料加熱至810～820℃，采用具有配合所述中間坯料的碾環(huán)模具(1)的立式碾環(huán)機(jī)將中間坯料具有的的中孔擴(kuò)至同時得到小直徑端為大直徑端為的成品坯料；

S7、退火

將成品坯料加熱至650～680℃并保溫120～150min后，出爐空冷至成品狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于：在步驟S4中，所述制備模具為具有配合所述圓柱凸臺坯料小直徑端的穿孔、及77mm的高度、以及配合大直徑端的外徑的圓柱筒狀結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于：所述碾環(huán)模具(1)固定套設(shè)在立式碾環(huán)機(jī)的主軋輥(10)上，所述碾環(huán)模具(1)具有依次與所述中間坯料的小直徑端及大直徑端周面接觸配合的第一碾環(huán)部(1a)及第二碾環(huán)部(1b)，并且第一碾環(huán)部(1a)及第二碾環(huán)部(1b)的寬度依次與所述中間坯料的小直徑端及大直徑端的高度相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于：在所述中間坯料被碾環(huán)至成品坯料操作前，在所述中間坯料兩側(cè)均設(shè)置有防止其在碾壓外力的狀態(tài)下、其小直徑端及大直徑端均軸向形變的防形變裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于：所述防形變裝置包括對稱且轉(zhuǎn)動套設(shè)位于所述中間坯料兩側(cè)的芯軸(20)上的軸套(2)，并且在每個所述軸套(2)上設(shè)有垂直于所述芯軸(20)的中軸(3)，在兩側(cè)所述中軸(3)上依次設(shè)置有貼合所述中間坯料的小直徑端外壁及大直徑端外壁轉(zhuǎn)動的第一壓輥(4)和第二壓輥(5)，并且所述第一壓輥(4)和第二壓輥(5)的長度均依次大于所述中間坯料的小直徑端及大直徑端的高度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于：在所述碾環(huán)模具(1)兩側(cè)的所述主軋輥(10)上同樣轉(zhuǎn)動套設(shè)有軸套(2)，并在該軸套(2)上設(shè)置有沿所述中軸(3)長度方向移動穿設(shè)在所述中軸(3)內(nèi)、且用于限制所述第一壓輥(4)和第二壓輥(5)繞所述芯軸(20)轉(zhuǎn)動的限位桿(6)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于：所述第一壓輥(4)和第二壓輥(5)靠近所述芯軸(20)的端面均設(shè)為包含相近位置的所述軸套(2)的弧形面(101)，并在該包含狀態(tài)下、所述第一壓輥(4)和第二壓輥(5)靠近所述芯軸(20)的側(cè)邊端面邊線接近到所述芯軸(20)的周面上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋯合金模鍛件的制備工藝，其特征在于：所述芯軸(20)與所述中間坯料的中孔接觸的部分為第一臺階段(20a)、該第一臺階段(20a)兩側(cè)的部分為第二臺階段(20b)，所述第一臺階段(20a)的直徑大于第二臺階段(20b)的直徑，并且所述第一壓輥(4)和第二壓輥(5)靠近所述芯軸(20)的側(cè)邊端面邊線均與所述第一臺階段(20a)的兩側(cè)面重疊。