专利名称:热扩张成形用金属坯的制作方法
技术领域:
本发明涉及收容、运送、储存例如使用后核燃料集合体或被放射线污染的物质的重屏蔽容器那样的厚壁容器,特别涉及筒身部和底部一体成形的厚壁容器、作为大型压力机的液压缸使用的厚壁筒状物、收容被放射线污染的物质的罐。并且涉及制造省时省事、端面形状好的容器、筒状物及其制造装置、制造方法。
背景技术:
用于收容、运送、暂时储存原子炉产生的使用后核燃料的重屏蔽容器、或大型压力机所用的液压缸等,采用筒高度和直径达数米的容器。这些容器,从屏蔽γ射线、耐高压等的要求考虑,有些容器的壁厚达数十厘米。下面,以收容、运送、暂时储存使用后核燃料的重屏蔽容器为例,说明用于这些用途的已往容器。
图29是表示已往的重屏蔽容器一例的断面图。该重屏蔽容器500,由不锈钢或碳素钢制的筒身部501a和底部501b形成容器501。由筐502和中子屏蔽体503构成。筐502配置在容器501内,用于收容使用后的核燃料集合体。中子屏蔽体503设在容器501的外周。中子屏蔽体503充填在外筒504与容器501之间的空间内,在容器501与外筒504之间,设有多个传热翅片(图未示)。筐502是采用添加了硼的材料,该硼具有中子吸收能。
在上述容器501上,用TIG焊接(tungsten-inert gas welding)或SAW焊接(submerged-are welding)焊接着不锈钢制或碳素钢制的底板501b。在该底板501b中封入了中子屏蔽材506。另外,在容器501的上部用螺栓安装着一次盖507和二次盖508。在二次盖508内封入了中子屏蔽材509。
使用后燃料集合体产生的γ射线被筒部501a、底板501b、一次盖507和二次盖508屏蔽。另外,中子被设在容器501外周的中子屏蔽材503、封入在底板501b及二次盖508内的中子屏蔽材506、二次盖508屏蔽。使用后燃料集合体的衰变热,从容器501通过传热翅片传递到外筒504,再从外筒504散到外部。
下面,说明已往制造图29所示重屏蔽容器的有底容器的方法。图30是表示制造图29所示重屏蔽容器的有底容器方法一例的说明图。首先,如图(a)所示,把锻拉成预定尺寸的金属坯61安装在带孔的砧座62上,用冲头63进行打孔。接着,如图(b)~(c)所示,将心轴65穿过金属坯61的孔64,一边旋转一边用锤子66将上述孔64扩开。接着,如图(d)所示,更换为大径的心轴67,用锤子68进行中空锻拉成形。这样,金属坯61变薄,成形为圆筒状的筒(图(e))。
图31是表示用爱氏冲管法制造有底容器的方法的说明图。该方法,是把冲头410推入已压入成形用模体内的金属坯200,将金属坯200成形为圆筒的方法,该金属坯200的断面形状是矩形,其对角线长度等于成形用模体的筒部300的内径。另外,由于金属坯200的断面形状是矩形,所以,在金属坯200与成形用模体之间存在着空间350(图(a′))。把金属坯200装入成形用模体的筒部300,把冲头410推入该金属坯200的中心时,因冲头410的金属胀压作用而引起金属塑性流动。该金属塑性流动,一边充满空间350,其中的一部分一边在成形用模体的筒部300内上升,金属坯200被成形为圆筒形状(图(b))。
另外,也可以用后方压力加工法(图未示)制造上述的重屏蔽容器的有底容器。该后方压力加工法是,把与成形用模体的内径略相等的圆形断面金属坯装入该成形用模体内后,借助沿着金属坯的中心线挤压的冲头的压缩力,在冲头与成形用模体之间引起金属塑性流动。使该金属一边朝后上方上升,一边将金属坯成形为长圆筒状。
用上述任一种方法,成形了圆筒状的筒部501a后,将底板501b焊接在其下部。另外,为了除去该焊接产生的热应力,要对整个容器501进行热处理。
但是,上述已往的重屏蔽容器500中,为了形成有底容器,是把底板501b用焊接接合在圆筒状的筒部501a上,所以,在焊接后要进行热处理。因此,制造费时费事。另外,在爱氏冲管法中,如图31所示,在空间350内上升的金属前端部分的温度下降,产生擦痕或波形形状的缺陷。另外,如该图所示,在圆筒端部,必然产生形状不良部(该图(b)),所以,必须要一定量地切除该部分,大幅度降低材料利用率。
另外,后方挤压加工法中,在成形用模体与金属坯之间,一边产生高摩擦力,一边将金属坯成形。因此,在金属坯的表面产生麻点或条状疵点等的缺陷,其修整作业很费时间。
另外,无论是爱氏冲管法还是后方挤压加工法,当被成形的容器尺寸及壁厚大时,加压所需的压力极大。因此,用这些方法很难制造尺寸及壁厚大的容器。为此,本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的是提供一种制造不费事的容器,提供一种可抑制圆筒端面和表面上产生缺陷的容器。
发明内容
概要本发明的放射性物质存储容器,其特征在于,具有厚壁的有底容器,该厚壁的有底容器,是通过在成形用模体中将金属坯热扩张,将底部和筒部一体地成形。
下一个发明的放射性物质存储容器,其特征在于,具有厚壁的有底容器,该厚壁的有底容器,是通过在成形用模体内将金属坯热扩张,加工了筒部后,在该筒部的一端侧留下未冲穿的部分,将该部分作为底部,将该底部与上述筒部一体成形。
上述放射性物质存储容器,由于采用底部和筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略掉焊接后的热处理。另外,由于上述有底容器是用热扩张成形的,所以,与后方热挤压成形相比,所需的加压压力小。另外,在热压加工或镦锻深冲成形时,可将公知的冲压加工、深冲加工组合起来进行,并不限定于下面说明的加工方法。另外,本发明的放射性物质存储容器,除了能收容使用后核燃料外,也能收容被放射线污染的物质等。
上述放射性物质存储容器所备有的有底空器,包含运送、储存使用后核燃料的重屏蔽容器所用的容器那样的、壁厚相对于半径大的所谓厚壁容器。这里所说的厚壁容器,是指外半径R0与内半径Ri的差、即壁厚t=R0-Ri与平均半径R=(R0-Ri)/2的比(t/R)>1/10的容器。另外,如果容器的断面形状不是圆形时,在外半径R0、内半径Ri以及平均半径的计算中,也可使用等价直径de=s/π。式中,s是断面的周长,当是边长为a的正方形时,s=4×a。
另外,该发明的有底容器,以及上述厚壁容器,如轴方向长度达数米的、收容使用后核燃料的重屏蔽容器那样,适用于轴方向长度L与内径Di的比(L/Di)为1以上的容器。另外,本发明也适用于作为放射性物质存储容器的罐。另外,当(L/Di)小于1时,并不是没有效果,只是(L/Di)越大于1,该发明的效果越显著。
下一个发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器中,其特征在于,上述金属坯的、垂直于轴方向的断面形状是多角形,上述成形用模体的、垂直于轴方向的断面内形状是圆形。
该放射性物质存储容器,由于采用底部与筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板。另外,上述有底容器,是把垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯,装入垂直于轴方向的断面内形状为圆形的成形用模体内,进行热扩张成形。在其成形过程中,借助将多角形的各边弯曲的作用被扩张成形,所以,可用比已往小的加压压力成形底部与筒部成一体的有底容器。
下一个发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器中,其特征在于,上述金属坯的、垂直于轴方向的断面形状是多角形,上述成形用模体的、垂直于轴方向的断面内形状是多角形。
该放射性物质存储容器,由于采用底部与筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板。另外,上述有底容器,是把垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入垂直于轴方向的断面内形状为多角形的成形用模体内,进行热扩张成形。在其成形过程中,借助将多角形的各边弯曲的作用被扩张成形,所以,可用比已往小的加压压力成形底部与筒部成一体的有底容器。另外,通过改变成形用模体的内形,可容易地成形具有与各种放射性物质存储容器对应的外形的有底容器。
下一个发明的放射性物质存储容器,其特征在于,具有有底容器,该有底容器收容使用后核燃料集合体的筐,该有底容器通过在成形用模体中热扩张成形,将底部和筒部一体成形。这里,上述的筐例如是将方管集中起来而构成的,其垂直于轴方向的断面形状,与图15(d)所示有底容器的断面内形状相同。其外径为2~2.5米。
该放射性物质存储容器,由于采用收容使用后核燃料集合体的、厚壁及轴方向尺寸达数米、内径达2~2.5米的有底容器,所以不象已往那样要焊接底板,可省略焊接后的热处理。另外,对于厚壁且轴方向尺寸达数米、内径达2~2.5米的该有底容器,省略上述工序的效果极大。
要成形这样大小的容器时,本发明的有底容器,与采用焊接底板的已往容器相比,其制造速度可加快一个月。该时间差是由于节省了焊接本身的时间和焊接后热处理及其渐冷所要的时间。本发明的有底容器,不需要这些处理,所以可大幅度缩短制造时间。
下一个发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器中,其特征在于,使用于热扩张成形的冲孔冲头的断面尺寸形状近似于使用后核燃料集合体的筐的断面。
该放射性物质存储容器,由于冲孔冲头的断面尺寸形状近似于收容在容器内部的使用后核燃料集合体的筐的断面,所以,热扩张成形后,切削容器内部的作业容易,制造省时省事。这里所说的“冲孔冲头的断面尺寸形状近似于使用后核燃料集合体的筐的断面”,是指冲孔冲头的断面尺寸形状大致等于使用后核燃料集合体的筐的尺寸形状与被成形有底容器内部的切削余量的差。本发明的冲孔冲头,可采用图27(c)及(d)所示那样的冲孔冲头27c或27d。另外,上述筐的断面形状,与图15(c)及(d)所示有底容器的断面内形状相同,本发明的冲孔冲头的断面形状,可与这些形状近似。另外,当使用后核燃料集合体的筐的断面形状为图15(d)所示有底容器的断面内形状时,切削图(c)所示断面内形状的有底容器内部,成形为图(d)所示的断面内形状。这时,成形图(c)所示断面内形状的冲孔冲头的断面尺寸形状也近似于上述筐的断面。
下一个发明的放射性物质存储容器,其特征在于,具有有底容器,该有底容器通过在成形用模体内热扩张成形,将底部和筒部一体成形,把放射性物质收容在该有底容器内时,筒部侧面略中央部的外壁表面的γ射线的线量当量率在200μsv/h以下。
该放射性物质收容器所使用的有底容器,由于运送、储存使用后核燃料,所以,要求具有屏蔽使用后核燃料放出的γ射线的功能。放射性物质存储容器的侧面略中央部外壁表面的γ射线的线量当量率越小越好,但只要在2000μsv/h以下,根据“核燃料物质等的工厂或事业所外的运送规则(昭和53年12月28日,总理府令第57号)(最后修改是平成2年11月28日、总理府令第56号)”、“核燃料物质等的工厂或事业所外的运送技术标准细则等(昭和53年12月28日、科学技术厅告示第11号)(最后修改是平成2年11月28日、科学技术厅告示第5号)”以及“使用后燃料的干式重屏蔽容器储存的技术研究(平成4年7月、资源能量厅)”的规定,可适合于运送、储存。本发明的放射性物质存储容器所用的有底容器,作为更考虑了安全性的容器,把该有底容器用不锈钢或碳素钢等制成为壁厚达数十cm的厚壁容器,可将上述线量当量率下降到2000μsv/h的1/10。
该放射性物质存储容器,由于厚壁容器的筒部和底部一体成形,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略掉焊接后的热处理工序。对于该厚壁的有底容器,省略上述工序的效果极大。
下一个发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器中,其特征在于,上述有底容器,其外径为1000mm以上、3000mm以下,其壁厚为150mm以上、300mm以下。
该放射性物质存储容器,由于采用底部与筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略掉焊接后的热处理工序。尤其对于厚壁的有底容器,省略上述工序的效果更大。
下一个发明的放射性物质存储容器,其特征在于,具有有底容器,该有底容器是这样成形的把至少在加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入成形用模体,将冲孔冲头推入该金属坯,将该金属坯热扩张成形,将底部和筒部一体成形。
该放射性物质存储容器中,备有底部和筒部一体成形的有底容器。通过采用这样的有底容器,不象已往那样要焊接底板,可省略掉焊接后的热处理工序。另外,该有底容器可用比已往小的加压压力成形,另外,由于金属朝成形用模体轴方向的移动最小,所以,在端部和表面产生的缺陷少。这样,成形后可减少修整这些缺陷的工作量。
该放射性物质存储容器备有的有底容器,像轴方向长度达数米的、收容使用后核燃料的重屏蔽容器那样地适用于轴方向长度L与内径Di之比(L/Di)为1以上的容器。如果采用已往的热压加工法制造这种轴方向长度大且壁厚的有底容器,需要数万吨的加压压力,并且,在成形后的有底容器上,在端部和表面上产生很多缺陷。因此,已往是用辊压锻造法等卷制成厚壁的圆筒,再把底板焊接在该圆筒上,制成厚壁容器。
而本发明的有底容器,只要用一次加工,就可成形收容使用后核燃料集合体的、轴方向长度大且壁厚的有底容器。另外,其加压压力仅需一万吨,因此,可使用现有的大型压力机,并且在容器的端部和表面几乎不产生缺陷,几乎不必进行成形后的修整。
另外,不是上述容器那样大尺寸的容器时,即使用热压成形法制作(t/R)超过1/10的厚壁容器时,加压压力也不需要那样大。但是,成形后的容器上,在端部和表面产生很多缺陷。因此,用热压成形法很难成形这样的容器,但本发明的有底容器,可用一次加工成形(t/R)超过1/10的厚壁容器,并且端部和表面几乎不产生缺陷。
下一个发明的放射性物质存储容器,其特征在于,备有有底容器、中子屏蔽材和盖;上述有底容器的底部和筒部用热加压一体成形,屏蔽从使用后燃料等的放射性物质产生的γ射线;上述中子屏蔽材配置在该有底容器的周围,屏蔽从放射性物质产生的中子;上述盖将有底容器的开口封闭。
下一个发明的放射性物质存储容器,其特征在于,备有有底容器和中子屏蔽材;上述有底容器的有底筒部内,收容使用后燃料等放射性物质,屏蔽该放射性物质产生的γ射线;上述中子屏蔽材配置在该有底容器的周围,屏蔽放射性物质产生的中子;将金属坯加热,通过镦锻深冲成形,将上述底部和筒部一体成形。
该放射性物质存储容器中,具有底部和筒部为一体的有底容器,由于采用该有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略掉焊接后的热处理工序。在热压加工和镦锻深冲成形时,可将公知的冲压加工、深冲加工组合进行,不限定于下面说明的加工方法。另外,该放射性物质存储容器,除了能收容使用后的燃料外,也可收容被放射线污染的物质。
下一个发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器中,其特征在于,在上述有底容器的成形时,在底部一体地成形了锪孔部。
该放射性物质存储容器,在金属坯被热扩张成形的同时,在底部也设置锪孔部。在重屏蔽容器中,为了使底部备有中子吸收材,在容器的底部安设置锪孔部。已往,是通过切削加工、或把预先设有锪孔部的底板焊接在筒部上,这样设置锪孔部,所以制造费时费事。而该有底容器中,由于在热扩张成形时也一体地设置锪孔部,所以,可省略掉另外设置锪孔部的工序。
下一个发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器中,其特征在于,在上述有底容器的筒部一体地设有法兰。
已往的放射性物质存储容器中,是另外制造法兰,再焊接到筒部上,所以,要进行焊接后的热处理等,制造比较麻烦。另外,放射性物质存储容器,容器本身要求具有密闭性和强度,所以,焊接部也要求高质量。根据本发明的有底容器,由于将法兰与筒体一体成形,所以,可省略焊接及焊接后的热处理,并且也确保容器本身的密闭性和强度。
下一个发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器,其特征在于,上述有底容器,其垂直于轴方向的外侧断面或内侧断面之中的至少一方是多角形。
由于在作为放射性物质存储容器的重屏蔽容器所用的有底容器内收容着筐,所以,有底容器的内侧断面形状最好成形为与筐吻合的形状。已往,是把有底容器的内侧断面形状成形为圆形后,用切削加工等,成形为与筐吻合的形状。本发明的放射性物质存储容器,由于是在将有底容器扩张成形时,将容器的内侧断面形状成形为与筐吻合的形状,所以,可省略掉已往所必需的上述切削工序。另外,筒部的多角形内侧断面,除了三角形、四角形等多角形外,也可以是图15(c)及(d)所示那样的形状,这些形状也包含在这里说明的多角形中。下同。
下一个发明热扩张成形用金属坯,其特征在于,其至少加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状是多角形。
该热扩张成形用金属坯,由于至少加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状是多角形,所以,在热扩张成形时,借助使多角形各边弯曲的作用,将金属坯往成形用模体内壁侧扩张成形。在热扩张成形时,由于金属扩张到加压方向前方侧与成形用模体筒部之间的空间内,所以,可抑制金属朝加压方向相反侧流动。借助这些作用,该热扩张成形用金属坯,与已往相比,可用已往数分之一的加压压力,成形轴方向长度与直径之比为1以上的厚壁容器。另外,也可抑制在成形后的容器端部和表面上产生的缺陷。
下一个发明的热扩张成形用金属坯,其特征在于,加压方向前方侧的侧面或加压方向后方侧的侧面二者之中的至少一方,至少备有一个平面。
该热扩张成形用金属坯,在侧面备有至少一个平面,借助把该平面往成形用模体内壁侧弯曲的作用,被扩张成形。所以,热扩张成形时所需的加压压力,比侧面为曲面时小。因此,可以用比已往小的加压压力,成形轴方向长度大的厚壁容器。另外,与侧面为曲面时相比,也可减少裂缝等的内部缺陷。
下一个发明的热扩张成形用金属坯,是在上述热扩张成形用金属坯中,其特征在于,上述金属坯的加压方向前方侧设计成为朝着加压方向变细的锥形。
下一个发明的热扩张成形用金属坯,是在上述热扩张成形用金属坯中,其特征在于,上述金属坯的加压方向前方侧,朝着加压方向阶段性变细地设有至少一个以上的台阶部。
上述热扩张成形用金属坯,在热扩张成形的最终阶段,可延迟加压方向前方侧的金属充满底部周边的时间,所以,可抑制金属坯的镦粗。结果,可减小热扩张成形时的加压压力。
下一个发明的热扩张成形用金属坯,其特征在于,在侧面备有至少一个平面;并且,在加压方向后方侧的端部备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。
该热扩张成形用金属坯,由于在加压方向后方侧的端部备有伸出部,该伸出部,在热扩张成形时,将金属坯与成形用模体端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的金属坯的镦粗。另外,由于在侧面备有至少一个平面,所以,也产生使该平面弯曲的作用和抑制金属流动的作用。因此,借助它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧。因此,在移至热扩张成形工序之前,不需要在成形用模体的筒部上、在加压方向后方侧形成伸出部的工序。因此,可以使容器的制造工序简单化。另外,该金属坯的断面形状沿轴方向是一定的。
下一个发明的热扩张成形用金属坯,其特征在于,至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状是多角形;并且,在加压方向后方侧备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。
该热扩张成形用金属坯,由于在加压方向后方侧备有伸出部,该伸出部在热扩张成形时,把金属坯与成形用模体端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的金属坯的镦粗。另外,由于至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状是多角形,所以,也产生使该平面弯曲的作用和抑制金属流动的作用。因此,借助它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧。因此,在移至热扩张成形工序之前,不需要在成形用模体的筒部上、在加压方向后方侧形成伸出部的工序。可以使容器的制造工序简单化。
下一个发明的热扩张成形用金属坯,其特征在于,至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状是多角形;并且,加压方向前方侧朝着加压方向阶段性变细地设有至少一个以上的台阶部;另外,在加压方向后方侧备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。
该热扩张成形用金属坯,由于在加压方向后方侧备有伸出部,该伸出部在热扩张成形时,把金属坯与成形用模体端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状是多角形,所以,也产生使该多角形断面的各边弯曲的作用和抑制金属流动的作用。另外,由于加压方向前方侧,朝着加压方向阶段地变细,所以,可延迟金属充满成形用模体底部的时间。因此,借助它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧。因此,在移至热扩张成形工序之前,不需要在成形用模体的筒部上、在加压方向后方侧形成伸出部的工序。可以使容器的制造工序简单化。另外,由于加压前方侧阶段地变细,所以比较容易成形。
下一个发明的热扩张成形用金属坯,其特征在于,加压方向前方侧的侧面或加压方向后方侧的侧面二者之中的至少一方备有至少一个平面;并且,加压方向前方侧,朝着加压方向阶段性变细地设有至少一个以上的台阶部;另外,在加压方向后方侧,备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。
该热扩张成形用金属坯,由于在加压方向后方侧备有伸出部,该伸出部在热扩张成形时,把金属坯与成形用模体端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于金属坯的侧面的至少一方,备有至少一个平面,所以,也产生使该平面弯曲的作用和抑制金属流动的作用。另外,由于加压方向前方侧朝着加压方向阶段地变细,所以,可延迟金属充满成形用模体底部的时间。因此,借助它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧。因此,在移至热扩张成形工序之前,不需要在成形用模体的筒部上、在加压方向后方侧形成伸出部的工序。可以使容器的制造工序简单化。另外,由于加压前方侧阶段地变细,所以比较容易成形。
下一个发明的容器,其特征在于,将金属坯在成形用模体内热扩张,将底部和筒部一体地成形,成为厚壁的有底容器。
下一个发明的容器,其特征在于,将金属坯在成形用模体内热扩张,加工了筒部后,在该筒部的一端侧留下不冲穿的部分,将该部分作为底部,从而将该底部与上述筒部一体成形。
上述发明的容器,由于采用底部和筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略掉其后的热处理。另外,由于上述有底容器是用热扩张成形的,所以,与后方热挤压成形法等相比,所需的加压压力小。另外,在热压加工或镦锻深冲成形时,可将公知的冲压加工、深冲加工组合起来进行,并不限定于下面说明的加工方法。
另外,上述容器包含大型压力机用的液压缸体等、壁厚相对于半径大的、所谓厚壁容器。这里所说的厚壁容器,是指外半径R0与内半径Ri的差、即壁厚t=R0-Ri与平均半径R=(R0-Ri)/2的比(t/R)>1/10的容器。另外,如果容器的断面形状不是圆形时,在外半径R0、内半径Ri以及平均半径的计算中,也可使用等价直径de=s/π。式中,s是断面的周长,当是边长为a的正方形时,s=4×a。
该发明的容器,以及上述厚壁容器,适用于轴方向长度L与内径Di的比(L/Di)为1以上的容器。作为本发明的容器,也包含如压力容器即锅炉那样的、比较薄壁的容器。另外,本发明的容器,也包含化学设备用容器、石油精炼设备用反应器容器、氨合成槽、热交换器用容器、锅炉等的压力容器、收容水力发电用水轮机的大型旋转机器用壳体、用于潜水舰或潜水艇的船身等的容器。
下一个发明的容器,是在上述容器,其特征在于,上述金属坯的垂直于轴方向的断面形状是多角形,并且上述成形用模体的垂直于轴方向的断面内形状是圆形。
该容器,由于采用底部和筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板。另外,上述有底容器,是把垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入垂直于轴方向的断面内形状为圆形的成形用模体内,热扩张成形的。在其成形过程中,借助使多角形断面的一边弯曲的作用,金属坯被扩张成形,所以,可用比已往小的加压压力成形有底容器。
下一个发明的容器,是在上述容器中,其特征在于,上述金属坯的垂直于轴方向的断面形状是多角形;上述成形用模体的垂直于轴方向的断面内形状是多角形。
该容器,由于采用底部和筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板。另外,上述有底容器是把垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入垂直于轴方向的断面内形状为多角形的成形用模体内,热扩张成形的。在其成形过程中,借助使多角边形的各边弯曲的作用,金属坯被扩张成形,所以,可用比已往小的加压压力成形底部与筒部为一体的有底容器。另外,通过改变成形用模体的内径,可得到具有与用途相应的外形的有底容器。
下一个发明的容器,是在上述容器中,其特征在于,上述有底容器,其外径为200mm以上、4000mm以下,其壁厚为20mm以上、400mm以下。
该容器,由于采用底部和筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略掉焊接后的热处理。对于厚壁的有底容器,省略上述工序的效果更大。
下一个发明的容器,其特征在于,该容器是这样成形的把至少在加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入成形用模体内,将冲孔冲头推入该金属坯,将该金属坯热扩张成形,将底部和筒部一体成形。
该容器是厚壁容器,包含无底的筒状物、和底部与筒部一体成形的有底容器二者。为厚壁有底容器时,不象已往那样要焊接底板,可省略掉焊接后的热处理。另外,所需的加压压力也比已往少,即使是大型压力机液压缸等用的容器那样、壁厚且轴方向尺寸达数米的容器,也可用现有的设备制造。另外,该容器的端部和表面产生的缺陷少,所以,成形后修整这些缺陷的工作量也少。
下一个发明的容器,是在上述容器中,其特征在于,上述有底容器,其筒部的外侧断面或内侧断面之中的至少一方是多角形。
作为放射性物质存储容器的重屏蔽容器中使用的有底容器,由于收容着筐,所以,有底容器的内侧断面形状最好成形为与筐吻合的形状。已往,是把有底容器的内侧断面形状成形为圆形后,再用切削加工等,成形为与筐吻合的形状。而该容器,是在将有底容器扩张成形时,将容器的内侧断面形状成形为与筐吻合的形状,所以,可省略已往所必需的上述切削工序。
下一个发明的有底容器制造装置,其特征在于,备有成形用模体和冲孔冲头;上述成形用模体,至少备有模体筒部和模体底部,上述模体筒部和模体底部,在模体筒部的轴方向可相对移动;上述冲孔冲头,安装在压力加工机上,对装入在成形用模体内的热扩张成形用金属坯加压。
该有底容器的制造装置,备有底部和筒部可相对移动的成形用模体。因此,在热扩张成形时,金属坯在成形用模体的筒部内朝加压方向相反侧移动时,成形用模体的筒部与金属坯一起朝加压方向相反侧移动。即,成形用模体的筒部和被成形金属坯,几乎不相对移动,所以,可抑制热扩张成形时的加压压力增加。
下一个发明的有底容器制造装置,其特征在于,备有成形用模体和冲孔冲头;
上述成形用模体,至少备有在轴方向被分割的模体筒部和模体底部,上述模体筒部和模体底部,在模体筒部的轴方向可相对移动;上述冲孔冲头,安装在压力加工机上,对装入在成形用模体内的热扩张成形用金属坯加压。
该有底容器制造装置中,由于成形用模体的筒部沿其整个轴方向延伸,所以,即使在成形轴方向长度大的金属坯时,也能由整个成形用模体吸收热扩张成形时金属坯相对于轴方向的变形。因此,在成形轴方向长度大的容器时,也能抑制加压压力的增加。
下一个发明的放射性物质存储容器的制造方法,其特征在于,备有外侧切削工序和内部切削工序;在外侧切削工序,使通过热扩张将底部和筒部一体成形的筒状有底容器沿周方向旋转,用工具切削其外周;在内部切削工序,切削有底容器的内部,使其形状与收容使用后燃料集合体的筐外周形状的至少一部分吻合。
该放射性物质存储容器的制造方法,对底部和筒部成形为一体的有底容器的外侧进行切削加工,并且,把内部切削加工成台阶状,设置使用后燃料集合体的筐的收容部位,或者,切削加工内部,制成放射性物质存储容器。
下一个发明的放射性物质存储容器的制造方法,其特征在于,备有热扩张成形工序和内部切削工序;在热扩张成形工序,使底部和筒部一体地、热扩张成形有底容器;在内部切削工序,切削上述有底容器的内部,使其形状与收容使用后燃料集合体的筐外周形状的至少一部分吻合。
该放射性物质存储容器的制造方法,用热扩张成形,成形底部与筒部为一体的有底容器,切削加工该有底容器的外侧,并将内部切削加工成台阶状,设置使用后燃料集合体的筐的收容部位,或者,切削加工内部,制成放射性物质存储容器。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有装入工序和扩张成形工序;
在装入工序,把侧面至少备有一个平面的金属坯与成形用模体内壁留有间隙地装入成形用模体内;在扩张成形工序,把冲孔冲头推入金属坯内,将其平面朝内壁侧弯曲,将金属坯扩张成形。
该容器的制造方法中,借助使金属坯侧面的平面弯曲的作用,将金属坯朝着成形用模体的内壁侧扩张。另外,由于金属坯扩张到金属坯与成形用模体内壁间的空间内,所以,可抑制金属坯的镦锻现象。借助这些作用,在该容器的制造方法中,所需的加压压力比已往小,并且,可抑制成形后的容器端部和表面上产生的缺陷。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有装入工序和扩张成形工序;在装入工序,把金属坯与成形用模体内壁留有间隙地装入成形用模体内,该金属坯,其侧面至少备有一个平面,并且在加压后方侧的端部备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部;在扩张成形工序,把冲孔冲头推入上述金属坯中,将其平面朝内壁侧弯曲,将金属坯热扩张成形。
该容器的制造方法中,由于采用在加压方向后方侧备有伸出部(该伸出部与成形用模体的入口端部接合)的金属坯,所以,该伸出部在热扩张成形时把金属坯与成形用模体端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制金属坯的镦锻。另外,由于侧面备有至少一个平面,所以也产生使该平面弯曲的作用和抑制金属朝加压方向相反侧流动的作用。因此,借助它们的相互作用,可减小加压压力,也可抑制端面形状的劣化。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有装入工序和热扩张成形工序;在装入工序,把至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入成形用模体内;在热扩张成形工序,将冲孔冲头推入上述金属坯内,将该金属坯热扩张成形。
该容器的制造方法中,在加压方向前方侧,由于金属坯朝着加压方向前方侧与成形用模体之间的空间扩张,所以,可抑制金属朝加压方向相反侧流动,因而可抑制金属坯的镦锻现象。因此,该容器的制造方法中,所需的加压压力比已往小,并且,也可抑制成形后在容器端部和表面产生的缺陷。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,把加压方向前方侧的侧面或加压方向后方侧的侧面二者之中的至少一方,备有至少一个平面的金属坯,装入成形用模体内;将冲孔冲头推入上述金属坯中,将该金属坯热扩张成形。
该容器的制造方法中,由于将侧面备有至少一个平面的金属坯热扩张成形,所以,热扩张成形时所需的力比侧面为曲面时小。因此,与已往的容器制造方法相比,所需的加压压力小,并且也可减少裂缝等的内部缺陷。
下一个发明的厚金属制圆筒物或圆筒容器的热压成形法,其特征在于,把异径断面形状的无接缝金属坯加热到加压加工温度后,装入成形用模体内,然后,用冲头一边在该无接缝金属坯中心冲孔,一边加压加工;上述无接缝金属坯,其加压方向前方侧是具有小于成形用模体的内径的外径或对角线长度的外径的断面形状的构件、或者是具有等于成形用模体的内径的对角线长度的外径的断面形状的构件;其后方侧是断面具有与成形用模体相同的外径或对角线长度断面形状的构件。
该加压成形法中,一边使加压后方侧的厚壁部分金属充满成形用模体内,一边加工,所以约束力高,抑制无接缝金属坯的镦锻现象,使端面形状良好。另外,金属从加压后方侧被供给,并且,借助被加热到高温度的钢的良好塑性加工作用,一边被压扩到侧方一边被成形。所以,充满成形用模体的空间地被成形,从无接缝的金属坯制成预定形状的冲压产品。结果,无接缝金属坯,可使加压成形荷重减小,提高产品合格率,并且得到端面形状好的冲压成形品。
下一个发明的筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金属坯装入成形用模体,用被压力加压机作动的冲孔冲头将该金属坯热扩张成形;具有装入工序和加压加工工序;在装入工序,把金属坯加热到加压加工温度后,再装入成形用模体;该金属坯,其加压方向前方侧是具有对角线长度小于成形用模体的内径的外径的断面形状,后方侧是具有与成形用模体的内径略相同的外径的断面形状;在加压加工工序,用上述冲孔冲头一对边该金属坯的中心冲孔,一边进行加压加工。
该方法中,由于加压方向的前方侧,是采用对角线长度小于成形用模体内径的四角形断面金属坯,所以,借助使加压方向前方侧的平面构成的侧面弯曲的作用,可比已往减小加压压力。另外,金属坯的加压方向后方侧,抑制加压方向前方侧的镦锻,所以,也可抑制端部和容器表面的缺陷,也可减低加压压力。
下一个发明的筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金属坯装入成形用模体,用被压力加压机作动的冲孔冲头,将该金属坯热扩张成形;在装入工序,把金属坯加热到加压加工温度后,再装入成形用模体;该金属坯,其加压方向前方侧断面的对角线长度小于成形用模体的内径,后方侧断面的对角线长度与成形用模体的内径略相同;在加压加工工序,用上述冲孔冲头,一对边该金属坯的中心冲孔,一边加压加工。
该方法中,由于采用加压方向前方侧断面为四角形(该四角形的对角线长度小于成形用模体内径)的金属坯,所以,借助使加压方向前方侧的平面构成的侧面弯曲的作用,可比已往减小加压压力。另外,该方法所用的金属坯,由于加压方向前方侧和后方侧都是方断面形状,所以,与圆形断面相比,金属坯的加工比较容易。
下一个发明的筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金属坯装入成形用模体,用被压力加压机作动的冲孔冲头,将该金属坯热扩张成形;在装入工序,把金属坯加热到加压加工温度后,再装入成形用模体;该金属坯,其加压方向前方侧断面的外径小于成形用模体的内径,后方侧断面的外径与成形用模体的内径略相同;在加压加工工序,用上述冲孔冲头,一对边该金属坯的中心冲孔,一边加压加工。
上述的容器制造方法中,由于加压方向的前方侧是对角线长度小于成形用模体内径的圆形断面,所以,金属坯朝着金属坯与成形用模体内壁间空间扩张。因此加压压力可比已往小。另外,由于金属坯的加压方向后方侧,抑制加压方向前方侧的镦锻,所以,也可抑制端部和容器表面的缺陷,也可减低加压压力。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有装入工序、延伸工序和热扩张成形工序;在装入工序,把侧面至少备有一个平面的金属坯与成形用模体内壁间留有间隙地装入成形用模体;在延伸工序,压入金属坯,使该金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体的入口侧端部;在热扩张成形工序,将冲孔冲头推入上述金属坯中,将其平面朝内壁侧弯曲,将金属坯热扩张成形。
该容器制造方法,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有把金属坯接合在成形用模体端部上的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,使金属坯的平面朝成形用模体内壁侧弯曲的作用,将金属坯扩张成形。借助它们的相互作用,该容器制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有装入工序、热扩张成形工序;在装入工序,把金属坯与成形用模体内壁间留有间隙地装入成形用模体,该金属坯,其侧面至少备有一个平面,并且,在加压方向后方侧的端部备有与成形用模体的入口侧端部接合的伸出部;
在热扩张成形工序,将冲孔冲头推入上述金属坯中,将其平面朝内壁侧弯曲,将金属坯热扩张成形。
该容器制造方法中采用的金属坯,在加压方向后方侧端部,预先备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。因此,在热扩张成形前,不需要把金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序,可缩短热扩张所需的时间。结果,可在金属坯的温度未下降前结束成形,因此端部形状良好。另外,也可省略掉上述的延伸工序,制造省时省事。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有装入工序、延伸工序和热扩张成形工序;在装入工序,把至少在加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入成形用模体;在延伸工序,挤压金属坯,使该金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体的入口侧端部;在热扩张成形工序,将冲孔冲头推入上述金属坯中,将金属坯热扩张成形。
该容器制造方法,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有把金属坯接合在成形用模体端部上的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于将至少加压前方侧的、垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯扩张成形,所以,产生使多角形的各边朝成形用模体内壁侧弯曲的作用。借助它们的相互作用,该容器制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有装入工序、延伸工序和热扩张成形工序;在装入工序,把金属坯装入成形用模体,该金属坯其加压方向前方侧的侧面或加压方向后方侧的侧面二者中的至少一方,备有至少一个平面;在延伸工序,挤压上述金属坯,使该金属坯的加压方向后方侧,延伸到成形用模体的入口侧端部;在热扩张成形工序,将冲孔冲头推入上述金属坯,将金属坯热扩张成形。
该容器制造方法,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有把金属坯接合在成形用模体端部上的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于把在至少一方备有至少一个平面的金属坯扩张成形,所以,产生使金属坯的平面朝成形用模体内壁侧弯曲的作用。借助它们的相互作用,该容器制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
下一个发明的厚金属制圆筒物或圆筒容器的热压成形法,其特征在于,把异径断面形状的无接缝金属坯加热到加压加工温度后,装入成形用模体内,挤压上述金属坯,使该金属坯的加压方向后方侧,延伸到成形用模体的入口侧端部,然后,用冲头一边在该无接缝金属坯中心冲孔,一边加压加工;上述无接缝金属坯,其加压方向前方侧是具有小于成形用模体的内径的外径或对角线长度的外径的断面形状的构件、或者是具有等于成形用模体的内径的对角线长度的外径的断面形状的构件;其后方侧是具有与成形用模体内径相同的外径或对角线长度的断面形状构件。
该厚金属制圆筒物或圆筒容器的热压成形法,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有把金属坯接合在成形用模体端部上的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,金属从加压后方侧被供给,并且,借助被加热到高温度的钢的良好塑性加工作用,一边向侧方扩压一边进行加工。所以,充满成形用模体的空间地被成形。从无接缝的金属坯制成预定形状的冲压产品。借助它们的相互作用,该制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
下一个发明的筒状物或容器的制造方法,其特征在于,把金属坯装入成形用模体,用被压力加压机作动的冲头,将该金属坯热扩张成形;在装入工序,把金属坯加热到加压加工温度后,装入加压成形用模体;该金属坯,其加压方向前方侧断面的对角线长度小于成形用模体的内径,其后方侧断面的外径略等于成形用模体的内径;在延伸工序,挤压上述金属坯,将该金属坯的加压方向后方侧,延伸到成形用模体的入口侧端部;在加压加工工序,用冲孔冲头一边对金属坯的中心冲孔,一边加压加工。
该筒状物或容器的制造方法,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有把金属坯接合在成形用模体端部上的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于是使用加压方向前方侧是对角线长度小于成形用模体内径的四角形断面的金属坯,所以,借助使四角形断面各边弯曲的作用扩张成形。另外,金属坯的加压方向后方侧,抑制加压方向前方侧的镦锻。借助它们的相互作用,该制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
下一个发明的筒状物或容器的制造方法,其特征在于,把金属坯装入成形用模体,用被压力加压机作动的冲头将该金属坯热扩张成形;在装入工序,把金属坯加热到加压加工温度后,装入加压成形用模体;该金属坯,其加压方向前方侧的断面的对角线长度小于成形用模体的内径,后方侧的断面的对角线长度大致等于成形用模体的内径;在延伸工序,挤压上述金属坯,将该金属坯的加压方向后方侧,延伸到成形用模体的入口侧端部;在加压加工工序,用冲孔冲头一边对金属坯的加工物中心冲孔,一边加压加工。
该筒状物或容器的制造方法,包含在热扩张成形前使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有把金属坯接合在成形用模体端部上的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于加压方向前方侧是使用对角线长度小于成形用模体内径的四角形断面的金属坯,所以,借助使四角形断面各边弯曲的作用被扩张成形。另外,金属坯的加压方向后方侧抑制加压方向前方侧的镦锻。借助它们的相互作用,该制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。另外,该方法中使用的金属坯,其加压方向前方侧和后方侧都是方断面形状,所以,与一方为圆断面形状的金属坯相比,金属坯的加工比较容易。
下一个发明的筒状物或容器的制造方法,其特征在于,把金属坯装入成形用模体,用被压力加压机作动的冲头将该金属坯热扩张成形;在装入工序,把金属坯加热到加压加工温度后装入加压成形用模体;该金属坯,其加压方向前方侧的断面的外径小于成形用模体的内径,后方侧的断面的外径大致等于成形用模体的内径;在延伸工序,挤压上述金属坯,将该金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体的入口侧端部;在加压加工工序,用冲孔冲头一边对金属坯的加工物中心冲孔,一边加压加工。
该筒状物或容器的制造方法,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序。该延伸部在热扩张成形时具有把金属坯接合在成形用模体端部上的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于金属坯的加压方向后方侧与成形用模体的内径基本同径,所以,可抑制加压方向前方侧的镦锻。借助它们的相互作用,该制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。另外,该方法中使用的金属坯,其加压方向前方侧和后方侧都是圆形的断面形状,所以,与具有不同断面形状的金属坯相比,金属坯的加工比较容易。
下一个发明的容器制造方法,其特征在于,包含金属坯成形工序,在该金属坯成形工序,用锻造工序成形上述金属坯,把该金属坯的至少加压方向前方侧成形为方断面。
下一个发明的容器制造方法,在上述容器制造方法中,其特征在于,在上述锻造工序中包括在金属坯的加压方向前方侧设置朝着加压方向变细的锥部。
下一个发明的容器制造方法,其特征在于,包含设置台阶部的工序,该工序是,在上述锻造工序中,使金属坯的加压方向前方侧朝着加压方向阶段地变细地、设置至少一个台阶部。
上述的容器制造方法,在热扩张成形的最终阶段,可延迟金属充满成形用模体底部附近的时间。借助该作用,可抑制金属坯的镦锻现象,所以,可抑制热扩张成形最终阶段的加压压力增加。
下一个发明的容器制造方法,其特征在于,备有装入工序、成形工序、卸下工序、去除工序;在装入工序,在金属坯与成形用模体的底之间设置筒状部件后,把金属坯装入成形用模体;在成形工序,将冲孔冲头推入该金属坯,将该金属坯热扩张成形,成为底部和筒部为一体的有底容器;在卸下工序,从成形后的有底容器的底部卸下上述筒状部件;在去除工序,把由上述筒状部件形成在有底容器底部的柱状部分去除掉。
该制造方法,在成形有底容器的同时,借助设在金属坯底的筒状部件,在该有底容器的底部形成锪孔部。已往,是用切削方法设置该锪孔部,需要较多的加工时间。而本制造方法中,只要在扩张成形后去除留在容器底部的柱状部分,与已往相比,加工时间少。这里所说的筒状部件,也包含垂直于轴方向的断面为三角形、四角形等的多角形状部件、或多角形的角被抹圆了的多角形状部件、或椭圆形的部件,不限定是圆筒。
下一个发明的容器制造方法,其特征在于,备有装入工序、成形工序、卸下工序;在装入工序,在金属坯与成形用模体的底之间设置柱状部件后,把金属坯装入成形用模体;
在成形工序,将冲孔冲头推入该金属坯,将该金属坯热扩张成形,成为底部和筒部为一体的有底容器;在卸下工序,从成形后的有底容器的底部,卸下上述柱状部件。
该制造方法,在成形有底容器的同时,借助设在金属坯底的柱状部件,在该有底容器的底部形成锪孔部。已往,是用切削方法设置该锪孔部,需要较多的加工时间。而本制造方法中,可在扩张成形的同时形成锪孔部,所以与已往相比,加工时间少。另外,与上述形成锪孔部的方法相比,可省略掉去除柱状部件的工序,所以形成锪孔部不需要时间。这里所说的柱状部件,也包含垂直于轴方向的断面为三角形、四角形等的多角形状部件、多角形的角被抹圆了的多角形状部件、椭圆形的部件,不限定是圆柱。
下一个发明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,上述成形用模体的筒部可相对于该成形用模体的底部移动。
该有底容器的制造方法,把金属坯装入底部与筒部可相对移动的成形用模体内,进行热扩张成形。因此,在热扩张成形时,当金属坯在成形用模体的筒部内朝加压方向相反侧移动时,成形用模体的筒部与金属坯一起朝加压方向相反侧移动。即,成形用模体的筒部与被成形金属坯几乎不相对移动,可抑制热扩张成形时的加压压力增加。
下一个发明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,上述成形用模体的筒部在轴方向被分割。
该有底容器的制造方法中,由于成形用模体的筒部沿其整个轴方向延伸,所以,即使在成形轴方向长度大的金属坯时,也能由整个成形用模体吸收热扩张成形时的金属坯相对于轴方向的变形。因此,在成形轴方向长度大的厚壁容器时,也能抑制加压压力的增加。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有镦锻工序和深冲工序;在镦锻工序,把加压台设置在内端部形成开口部分的环状模子内,把金属坯放入由模子和加压台构成的模具内,用冲孔冲头对金属坯进行加压镦锻;
在深冲工序,用筒状隔撑支承着模子,用上述冲孔冲头挤压金属坯,将该金属坯深冲。
该方法中,在镦锻工序,用冲孔冲头加压金属坯,金属材料流到模子的开口部分与冲孔冲头之间,变形为皿状。这时,由于冲孔冲头被金属坯约束住,所以,使冲孔冲头连同模子一起和金属坯暂时退避。在深冲工序,把隔撑配置在模子的下面或上面,支承该模子,推入冲孔冲头,借助上述模子进行金属坯的深冲加工。这样,金属坯变形为杯状。然后,根据需要将该2个工序反复数次,直到成为最终形状。另外,上述是热加工,所以在成形前必须将金属坯加热。
另外,该发明中,也包含一次执行上述2个工序,形成为最终形状的情形。另外,可以从金属坯的上方加压(图21至图27),也可以从金属坯的下方加压(图28)。这样,将镦锻加工和深冲加工组合起来,所需要的加压压力比后方挤压成形法小得多。因此,可用通常的大型压力加工机成形有底容器,制造容易。
下一个发明的容器的制造方法,其特征在于,备有镦锻准备工序、镦锻工序、退避工序、深冲准备工序、深冲工序、反复工序;在镦锻准备工序,将内端部形成开口部分的多个环状模子叠置,把多个加压台叠置在该模子内,把金属坯放入由模子和加压台构成的模具内;在镦锻工序,用被压力加工机作动的冲孔冲头,从模具上方加压镦锻金属坯;在退避工序,使冲孔冲头和上部的模子连同金属坯一起退避;在深冲准备工序,卸下上述使用过的加压台,把筒状隔撑设置在下一个模子上,把上述退避的模子连同金属坯载置在该隔撑上;在深冲工序,用上述冲孔冲头,压入金属坯,借助上述模子进行金属坯的深冲加工;在反复工序,采用下一个加压台和模子,用长度与金属坯的变形吻合的隔撑,反复进行上述同样的工序。
该方法中,在上述镦锻工序,用冲孔冲头加压金属坯,使金属材料流动到开口部分与冲孔冲头之间,将冲孔冲头约束住地变形。在深冲工序,在模子的下面设置隔撑,加压金属坯,使其通过模子,对金属坯实施深冲加工。这样,金属坯变形成为杯状。另外,上述隔撑可以是任意部件,只要形成为供被冲压金属坯进入的筒状即可。从该镦锻准备工序到深冲工序结束后,再反复进行上述工序。这时,模子和加压台,采用上数第2个。隔撑的长度必须与金属坯的变形相应,每个工序都要准备该隔撑。该制造方法中,由于将将镦锻工序和深冲工序组合起来使用,所以,与后方挤压成形法相比,可减小加压压力。并且,可用通常的大型压力加工机成形。
图1是表示实施例1有底容器之一例的说明图。
图2是表示图1所示有底容器的制造工序的说明图。
图3是表示实施例1中使用的金属坯之一例的立体图。
图4是表示实施例1的另一金属坯的说明图。
图5是表示金属坯变形状况的概念图。
图6是表示适用于实施例1的其它金属坯的立体图。
图7是表示可适用于实施例1的另一种金属坯的说明图。
图8是表示实施例1中使用的成形用模体筒部的分割部的剖面图。
图9是表示对热扩张成形的有底容器外侧进行切削加工的装置的概略图。
图10是表示对有底容器的内侧进行加工的装置的概略图。
图11是表示有底容器内侧加工方法一例的说明图。
图12是表示本发明实施例的重屏蔽容器,(a)是轴方向剖面图,(b)是径方向断面图。
图13是表示实施例2的有底容器的立体图。
图14是表示制造实施例2的有底容器时采用的、成形用模体的筒和冲头的剖面面图。
图15是可用实施例2的制造方法成形的有底容器,表示其垂直于轴方向的剖面图。
图16是表示制造实施例2有底容器时采用的、成形用模体的筒和冲头的剖面图。
图17是表示实施例3的有底容器的轴方向剖面图。
图18是表示在有底容器上设置锪孔部方法的说明图。
图19是表示用本发明制造方法可成形的有底容器的例,是轴方向剖面面图。
图20是表示实施例4的有底容器的轴方向剖面图。
图21是表示图12所示有底容器制造工序的说明图。
图22是表示图12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的说明图。
图23是表示图12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的说明图。
图24是表示图12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的说明图。
图25是表示图12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的说明图。
图26是表示图12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的说明图。
图27是表示上述有底容器的另一制造方法说明图。
图28是表示不同制造方法的实施例的说明图。
图29是表示已往的重屏蔽容器之一例的剖面图。
图30是表示图29所示重屏蔽容器的有底容器制造方法说明图。
图31是表示用爱氏冲管法制造有底容器的方法的说明图。
具体实施例方式
下面,参照附图详细说明本发明。本发明不限定于该实施形态。另外,本发明的容器或筒状物的制造方法,并不限定于下述的方法。在下述实施形态的构成要素中,包含普通专业人员能容易想到的内容。
实施例1图1是表示实施例1之有底容器一例的说明图。图2是表示图1所示有底容器1的制造工序的说明图。图3是表示实施例1中所用金属坯200之一例的立体图。如图1(a)所示,本实施例1的有底容器1的底部1b,与筒部1a形成为一体,并且,从图1(b)可知,本实施例1之有底容器1的断面形状是圆形。
在其制造方法中,有底容器1是用冲头进行热扩张成形制造的。先说明其制造工序中使用的金属坯。金属坯200,是在以下说明的热扩张成形工序之前,对融溶金属的铸模块或对金属块进行切削加工或自由锻造等制造成的。在其锻造工序中,最好把金属坯的至少加压方向前方侧成形为方断面形状。这样,可更有效地利用热扩张成形的效果。另外,本实施例1中,是对金属块进行自由锻造加工,制成无接缝的整体金属坯200,但本发明中使用的金属坯,并不限于此。
如图3所示,本实施例中使用的金属坯200的断面形状如下,即,其加压方向后方侧(下面称为加压后方侧)200a是圆形,其加压方向前方侧(下面称为加压前方侧)200b是四方形。加压后方侧200a的外径,比加压前方侧200b的对角线长度长。加压后方侧200a的外径基本等于成形用模体300的内径。加压前方侧200b的对角线长度比成形用模体的筒部300的内径短(见图b)。另外,成形用模体的筒部300的内径用虚线表示。
该例中,金属坯200的加压前方侧200a的垂直于轴方的断面970包含着冲孔冲头410的垂直于轴方向的断面投影像920(见图3(b)和(e))。另外,金属坯200的断面形状及尺寸或其外形等,并不限于此例。关于适用于本发明的金属坯的其它例,将在后面说明。
下面,说明热扩张成形工序。在热扩张成形工序之前,先用加热炉(图未示)把金属坯200加热到容易热扩张成形的温度。该加热温度根据金属坯200的材质等决定,不能一概而论。对于收容、运送和暂时储存使用后核燃料的重屏蔽容器筒体所使用的碳素钢材料,该加热温度最好为1100℃~1300℃。如果超过该范围,则结晶粒粗大化,并且表面产生氧化或脱碳,材料脆化而容易裂开。另外,在碳素钢的情况下,随着碳素比例的增高,上述加热温度在上述范围内降低。被电炉等加热到容易热扩张成形温度的金属坯200,如图2(a)所示,被装入成形用模体的筒部300。
被装入到成形用模体的筒部300内的金属坯200,被大型冲头400镦锻,该大型冲头400的外径略等于或大于金属坯200的外径,金属坯200的加压方向后方侧200a,在成形用模体300上形成伸出部201(见图2(b))。通过在金属坯200的端部设置该伸出部201,在冲头进行的热扩张成形工序中,可提高金属坯200的轴方向约束力。利用该作用可抑制金属坯200的镦锻现象,可减低朝着加压方向相反侧的金属的流动,所以可抑制加压力的上升。同时,成形后的有底容器的端面形状也良好。
另外,即使在金属坯200上不设置该伸出部201,也可利用在成形用模体的筒部300内壁与金属坯200的加压后方侧200a侧面之间产生的摩擦力,抑制上述的镦锻现象。但是,为了更加减低加压压力、得到更整齐的端面形状,最好设置伸出部201。
在金属坯200的端部形成了伸出部201后,移至用冲孔冲头410进行热扩张成形的工序。为了在金属坯200的中心开孔,先用安装在成形用模体的筒部300上的定位导引件310,把冲头410载置在金属坯200的端面中心(见图2(c))。接着,用压力机(图未示)将冲孔冲头410推入,将金属坯200热扩张成形。
冲孔冲头410被压力机推入金属坯200内时,金属坯200的伸出部201与成形用模体的筒部300的上端部接合,抑制金属坯200的镦锻现象。另外,金属坯200的加压后方侧200a的厚壁部分金属,产生变形并充满容器300内(见图2(d))。于是,由于加压后方侧200a的金属被压贴在成形用模体的筒部300的内壁上,利用该作用也能抑制金属坯200的镦锻现象。借助这些作用,可抑制加压压力的上升,并且,可以使成形后的有底容器的端面形状良好。
当冲孔冲头410被推入金属坯200时,冲孔冲头410正下方的金属,成为半球状的金属块,与冲孔冲头410一起朝加压前方侧200b移动。由于有该现象,所以,金属坯200的加压后方侧200a的垂直于轴方向的断面面积,必须比前方侧200b的垂直于轴方向的断面面积大。
当冲孔冲头410被进一步推入金属坯200时,借助被加热到高温的钢所具有的良好塑性变形性质、以及上述金属块从加压后方侧200a被供给的现象,金属坯200的加压前方侧200b中的金属产生变形,被压扩到容器300的内壁侧。即进行热扩张成形。当冲孔冲头410被推入到预定深度时,热扩张成形结束(见图2(e))。
下面,说明可适用于本发明制造方法的金属坯200的种类。如图3(a)所示,本发明的制造方法中,可采用加压前方侧的垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯。如果采用该金属坯,在热扩张成形时,金属坯产生变形而被挤压扩到成形用模体的内壁侧,所以,与后方挤出法等相比,可抑制加压压力。图3(a)所示金属坯200的垂直于轴方向的断面是四方形,但并不限于此。
另外,适用于本发明制造方法的金属坯,也可以具有以下关系。即,加压后方侧的垂直于轴方向的断面包含加压前方侧的垂直于轴方向的断面投影像。另外,加压后方侧的垂直于轴方向的断面投影像包含在垂直于轴方向的成形用模体的断面内。这里,垂直于轴方向的成形用模体的断面内侧形状,也可以与加压后方侧的垂直于轴方向断面投影像相同。满足该关系的金属坯,最好在成形大型、厚壁有底容器时使用。
下面,参照图3(c)和(d),说明上述的投影像。这里,投影像用虚线表示,断面用实线表示。图3(c)表示的状态是,金属坯的加压方向后方侧的垂直于轴方向的断面950包含加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面投影像900。图3(d)表示的状态是,加压方向后方侧的垂直于轴方向断面投影像910包含在垂直于轴方向的成形用模体的断面960内。图3(e)表示的冲孔冲头的状态,冲头的垂直于轴方向的断面投影像920包含在金属钢坯的加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面970内图3(e)中的垂直于轴方向的断面投影像920,是冲孔冲头的投影像。
本发明中所说的“包含”,是指表示投影像的虚线所包围的部分全部存在于表示断面的实线所包围部分的内侧。并且,如果虚线所包围部分中的即使一部分存于实线所包围部分的外侧时,则不在本发明中所说的“包含”的概念内。另外,断面形状与投影像同一时,也不在本发明中所说的“包含”的概念内。
另外,冲孔冲头的投影像,最好包含在金属坯的加压前方侧的、垂直于轴方向的断面内(见图3(e))。但是,冲孔冲头的垂直于轴方向的投影像也可以与金属坯加压前方侧的垂直于轴方向的断面相同,另外,冲孔冲头的垂直于轴方向的断面也可以包含金属坯加压前方侧的垂直于轴方向的断面投影像。
但是,当冲孔冲头的垂直于轴方向的断面包含金属坯加压前方侧的垂直于轴方向的断面投影像时,如果冲孔冲头的断面积大,则成形后的容器筒部的壁厚薄,在热扩张成形中容器筒部容易破断。因此,冲孔冲头的垂直于轴方向的断面包含金属坯加压前方侧的垂直于轴方向的断面投影像时,要将冲孔冲头的断面积抑制在容器筒部不产生破断的范围内。
图4是表示实施例1的其它金属坯的例子说明图。这些例中,从图(a)~(d)可知,金属坯200加压后方侧200a的垂直于轴方向的断面950,包含加压前方侧200b的垂直于轴方向的断面投影像900(见图3(c))。
图4(a)和(b)所示的加压前方侧200b的断面为四方形,在热扩张成形时,主要依靠朝容器模300径方向外侧的力、即把备有平面的金属坯的侧面朝着成形用模体筒部300内壁侧弯曲的力而变形。
图5是表示该变形状况的概念图。图中的虚线表示金属坯200朝成形用模体的筒部300内壁侧扩张的过程。垂直于轴方向的断面为四方形时,由于冲孔冲头被推入,产生了从金属坯200的中心朝向成形用模体的筒部300径方向外侧的力F。该力F将金属坯200的侧面朝成形用模体内壁侧弯曲,所以,借助该弯曲作用,金属坯200朝着成形用模体内壁侧扩张成形。该弯曲作用,在把侧面有平面的金属坯装入断面内侧是圆形的成形用模体时,尤为有效。
因此,借助上述的弯曲作用,将金属坯扩张成形,则热扩张成形所需的加压压力少,另外,也可抑制成形时产生的裂纹等缺陷。另外,对垂直于轴方向的断面为四角形的金属坯,使用垂直于轴方向的断面为四角形的冲孔冲头进行热扩张成形时,也借助上述的弯曲作用扩张成形。因此,这时热扩张成形所需的加压压力也少,另外,也可抑制成形时产生的裂纹等缺陷。
图4(c)所示的加压前方侧200b的垂直于轴方向的断面为圆形,虽然上述效果稍稍减少,但是该金属坯200的加压前方侧200b与容器筒部300的内壁之间有空间。因此,热扩张成形时,加压前方侧的金属扩张到该空间内,所以,金属坯的扩张变形不受成形用模体的筒部300约束,可减小加压压力。另外,这时,使用垂直于轴方向的断面形状为四方形的冲孔冲头进行热扩张时,产生上述的弯曲作用。因此,与使用垂直于轴方向的断面形状为圆形的冲孔冲头进行热扩张时相比,可以减小加压压力。
如图4(a)(c)(d)所示,加压后方侧200a的垂直于轴方向的断面是圆形,其直径略等于成形用模体的筒部300的直径时,形成在成形用模体的筒部300上的伸出部201(见图2(b))可均匀地形成。因此,在热扩张成形时,借助该伸出部201,可更有效地抑制金属坯200的镦锻现象,所以,可减小加压压力,另外,可以使成形后的容器的端面形状良好。
如图4(b)所示,加压后方侧200a的断面是四方形,其对角线长度基本等于成形用模体的筒部300的直径时,上述伸出部201部分地形成在容器的筒部300上端。因此,与不设置伸出部201时相比,抑制金属坯200的镦锻现象的效果大,但是与沿着成形用模体的筒部上端全周形成伸出部201时相比,该效果稍小。
另外,金属坯200的加压前方侧200b或加压后方侧200a的、垂直于轴方向的断面形状,为五角形以上或为三角形的金属坯,也适用于实施例1的制造方法。另外,加压前方侧200b的侧面,如图4(d)所示,备有至少一个以上的平面时,该部分借助上述的弯曲被热扩张成形,所以,可得到降低加压压力的效果。
当金属坯200的侧面备有的平面数为3以上、即金属坯200的垂直于轴方向的断面是三角形以上时,减低加压压力的效果更大。但是,如果上述的平面数过多、即垂直于轴方向的断面形状的角过多时,则该多角形断面形状接近于圆形,所以,降低加压压力的效果减小。因此,最好在能得到抑制加压压力效果的范围内,选择加压前方侧200b的侧面的平面数。另外,金属坯200的侧面备有平面,并且如图4(e)所示那样、金属坯的垂直于轴方向的断面形状是略鼓状时,也包含在本发明的金属坯内。
图6是表示适用于实施例1的其它金属坯的立体图。图6(a)所示的金属坯200,朝着加压方向阶段地变细,在加压前方侧200b上设有台阶部。这样,在热扩张成形时,可以延迟加压前方侧200b的金属充满成形用模体的筒部300底部附近的时间。因此,在热扩张成形的最终阶段,可抑制加压压力的上升。另外,借助该台阶部,可形成朝加压方向的微小流动,所以,可提高成形物的锻造度,可防止锻造材的不足。另外,由于断面的变化是阶段性的,所以,与设计成下述锥形时相比,制造容易。另外,该台阶部的数目不限于上例,可根据加压条件等适当增减。
如该图(b)所示,把加压前方侧200b做成为朝着加压方向变细的锥形时,也可得到与在加压前方侧200b上设置台阶部时同样的作用效果。
如图6(c)所示,在制造金属坯200时,也可以把与成形用模体300的上端部接合的伸出部201预先设在金属坯的加压后方侧200a上。这样,在热扩张成形前,在容器的筒部300上,不需要在金属坯200的加压方向后方侧200a上形成伸出部201的工序,可使容器的制造工序简单化。
图7是表示适用于实施例1的另一金属坯的说明图。如该图所示,该金属坯200,其垂直于轴方向的断面沿着加压方向是一定的,在其一端设有与成形用模体300的上端部接合的伸出部201。使用该金属坯200时,也可以借助伸出部201,在热扩张成形时抑制金属坯的镦锻现象,所以可抑制加压压力的上升。另外,金属坯200的断面形状不限于四角形,其断面形状也可以是多角形,另外,金属坯200的侧面也可以至少备有一个平面。另外,伸出部201也可以预先设在金属坯200上,也可以在把金属坯200装入成形用模体300内后再设置伸出部201。
当金属坯200被挤向成形用模体300内壁侧地扩张变形时(见图2(d)和(e)),在金属坯200的金属与成形用模体300的内壁之间产生摩擦力。该摩擦力是由加压前方侧200b的金属沿着模体300内壁朝着与加压方向相反的方向移动而产生的。另外,实施例1的制造方法中,在热扩张成形的中间过程,该摩擦力几乎不产生。但是,在热扩张成形的最终阶段,由于金属充满成形用模体的下部,所以产生摩擦力。由于该摩擦力,成形用模体的筒部300,要朝着与冲头410的推入方向相反的方向移动。
如果把成形用模体的筒部300和成形用模体的底部301固定住,则加压前方侧的金属抵抗上述摩擦力而移动,这样,在热扩张成形的最终阶段,需要更多的荷重。为了解决该问题,本实施例1中,把成形用模体的筒部300和成形用模体的底部301,做成为能相对移动的构造。
借助该构造,当成形用模体的筒部300因上述摩擦力要朝着与冲头410的推入方向相反的方向移动时,被成形金属坯200也与该成形用模体的筒部300一起朝着与冲头410的推入方向相反的方向移动(图2(e))。即,由于成形用模体的筒部300和被成形金属坯200几乎不相对移动,所以,可抑制热扩张成形最终阶段的荷重增加。
本实施例中,不仅成形用模体的筒部300与成形用模体的底部301可相对移动,而且成形用模体的筒部300也被分割,成形用模体的筒部300可沿着整个金属坯200移动。这样,即使在成形轴方向长度大的有底容器时,也能抑制热扩张成形最终阶段的荷重增加。
图8是断面图,表示实施例1中使用的成形用模体的筒部300的分割部。成形用模体的筒部300的分割部,可以如该图(a)所示,分割部相互重合,在热扩张成形时,成形用模体的筒部300a与300b可相对移动。另外,也可以如图(b)所示,在一方的成形用模体的筒部300a上形成凹部,在另一方成形用模体的筒部300b上设置凸部,将两者组合,在热扩张成形时,成形用模体的筒部300a与300b可相对移动。
本实施例中,是将成形用模体的筒部300分割为二部分,但该分割数可根据金属坯200的高度适当变更。另外,只分割成形用模体的筒部300,或者不分割成形用模体的筒部300,使成形用模体的筒部300与成形用模体的底部301可相对移动,也能抑制热扩张成形时的荷重增加。
当冲头401被推入到预定深度时,热扩张成形结束(图2(e))。另外,如图2(e″)所示,放置圆筒状的隔撑302,用它代替成形用模体的底部301,将金属坯200的底部冲穿,用该制造方法也能成形筒状物。用上述制造方法制造轴方向长度达数米的厚壁容器时,借助热扩张性的效果,加压压力可为已往的数分之一,所以,可用已往的设备制造。另外,可以通过一次加工,制造底部与筒部为一体的有底容器,所以,制造不费工夫,适合于大量生产。
结束了热扩张成形的金属坯200,经过自然冷却、强制冷却或控制冷却,被冷却到常温。然后,为了修整其端面形状,或者为了把成形后的容器的外形或内形加工成所需的尺寸,也可实施切削加工等。
下面,表示用上述方法制造的一体的有底圆筒容器的具体例的结果。另外,作为比较例,是表示用已往的爱氏冲管法制造的一体有底圆筒容器的结果。
具体例和比较例都是采用内径为943mm的圆筒型成形用模体成形的。圆筒容器的材料,是采用碳素(C)的比例为0.1%的碳素钢,但也可以采用不锈钢。先把该碳素钢的金属坯加热到1250℃后,用自由锻造加工法,锻造成轴方向断面为略T字的异形断面形状的金属坯。该金属坯的加压前方侧是正方形断面,其对角线长度为875mm,小于成形用模体的内径;其轴方向长度是1896mm。加压后方侧是圆形断面,其外径尺寸为928mm,基本等于成形用模体的内径;其轴方向长度是574mm。把该金属坯再加热到1250℃后,装入成形用模体内,用冲头将加工物中心热扩张成形,成形为长度2420mm、厚度165mm的细长杯状圆筒容器。
在比较例中,其圆筒容器的材料是采用与具体例相同的碳素钢,把该金属坯加热到1250℃后,用自由锻造法锻造成沿轴方向全长具有同一断面形状的方形金属坯。该金属坯的断面形状是正方形,其对角线长度为928mm,基本等于成形用模体的内径。其轴方向长度是2470mm。把该金属坯再次加热到1250℃后,进行热扩张成形,制造出与上述具体例同样大小的圆筒容器。
表1表示两种冲压法的成形荷重和端面形状的评价结果。将两者比较可知,本发明的制造方法与已往的制造方法相比,其加压成形荷重小,产品成品率高。另外,在已往制造方法中见到的端面形状不良部位几乎不存在,所以,在热扩张成形后也只要用简单的加工,加工成产品。
表1两方法的评价结果
为了用于重屏蔽容器或罐等的放射性物质存储容器,要对成形后的有底容器的外侧和内侧,进行切削加工。下面,说明该切削加工的例子。图9是表示对热扩张成形的有底容器的外侧进行切削加工的装置的概略图。有底容器1放置在备有辊的旋转支承台154上,可朝周方向自由转动。在有底容器1的外侧设有固定台141。在该固定台141上备有可在有底容器1的轴方向滑动的可动台142。在该可动台142上安装着切削用的刀具160,用该刀具160切削加工有底容器1的外周。
安装在旋转支承台154上的辊161与马达162连接着。马达162的旋转通过辊161传到有底容器1,使有底容器1旋转。马达162旋转时,有底容器1开始朝图示箭头方向旋转,然后,借助设在固定台141端部的伺服马达157和滚珠丝杠158,使可动台142朝有底容器1的轴方向移动,用安装在可动台142上的刀具160切削有底容器1的外周。另外,如果设置用端面铣刀等切削外周的平面,则不仅能成形垂直于轴方向的断面为圆形的有底容器,也可以成形多角形的容器。
下面,说明对成形后的有底容器内侧进行切削加工的例子。图10是表示加工有底容器内侧的装置的概略图。该加工装置140由固定台141、可动台142、滑板143、芯轴单元146和端面铣刀147构成。固定台141贯通筒本体101内,并且固定地载置在有底容器1的内部。可动台142可沿轴方向在固定台141上滑动。滑板143由可动台142定位。芯轴单元146设在滑板143上,由转子144和驱动马达145构成。端在铣刀147设在转子轴上。另外,在芯轴单元146上,设有按照有底容器1的内形状成形了相接部的反作用力支撑板148。该反作用力支撑板148可装卸,沿着燕尾槽(图未示)朝图中箭头方向滑动。另外,反作用力反撑板148具有对着转子单元146的夹持装置149,可固定在预定位置。
在固定台141的下部槽内安装着多个个夹持装置150。该夹持装置150由油压缸151、设在油压缸151的轴上的楔形移动块152、用倾斜面与该移动块152相接的固定块153构成,将图中的斜线部侧安装在固定台141的槽内面。
驱动油压缸151的轴时,移动块152与固定块153相接,借助楔的作用,移动块152稍稍向下方移动(图中的虚线所示)。这样,移动块152的下面被压接在腔102内面上,所以,可用有底容器1的内侧把固定台141固定住。
有底容器1载置在由辊构成的旋转支承台154上,可在径方向自由旋转。在芯轴单元146与滑板143之间安装着隔板155,这样,可调节固定台141上的工具147的高度。隔板155的厚度,与构成上述筐的方管的一边尺寸相同。通过使设在可动台142上的伺服马达156旋转,滑板143可沿筒本体101的径方向移动。可动台142被设在固定台141端部的伺服马达157和螺杆158控制而移动。随着加工的进行,有底容器1内侧的形状变化,所以,必须把反作用力支撑板148和夹持装置150的移动块152变更成适当的形状。
图11是表示有底容器1内侧的加工方法一侧的说明图。首先,用夹持装置150和反作用力支撑板148把固定台141固定在有底容器1内侧的预定位置。接着,如该图(a)所示,使芯轴单元146沿着固定台(图未示)以预定的切削速度移动,用工具147切削有底容器1的内侧。该位置的切削完成后,卸下夹持装置150,松开固定台141。接着,如图(b)所示,使筒本体101在旋转支承台154上旋转90°,用夹持装置150固定住固定台141。然后,与上述同样地用工具147进行切削。以后,再把上述同样的工序反复2次。
接着,使芯轴单元146旋转180°,如图11(c)所示,依次进行腔102内的切削。这时也与上述同样地,一边将筒本体101旋转90°,一边反复加工。然后,如图11(d)所示,把隔板155安装在芯轴单元146上,抬高该芯轴单元的位置。在该位置,将工具147往轴方向送,进行有底容器1内侧的切削。通过将其一边旋转90°一边反复,基本上形成了能供方管(该方管收容使用后的核燃料)插入的形状。另外,不一定要用专用机,用一般的横型镗孔机或纵型镗孔机也可加工。
上面的说明中,是将有底容器1横置,进行外侧和内侧切削加工的例子。但也可以用下面说明的加工装置,将有底容器1纵置,进行容器外侧和内侧的切削加工。
具体地说,该加工装置备有转台、起重机、可动台、滑板、立柱和臂。旋转台载置着作为加工对象的有底容器并使其旋转。起重机把有底容器载置在上述旋转台上,加工结束后将其从旋转台移开。可动台载置在基础上。滑板载置在可动台上,可在与可动台的可动方向成直角的方向移动。立柱载置在滑板上,支承着可上下移动的臂。臂可上下移动地安装在立柱上,前端备有安装着工具的配件,相对于加工物上下移动,对加工对象进行加工。该加工装置,通过更换安装在臂前端的配件,可对应铣刀加工、开孔加工等各种加工方式。
开始有底容器的加工时,用上述起重机把为作加工对象的有底容器载置在旋转台上,对准中心后,把有底容器固定在旋转台上。要将有底容器的外侧切削成圆筒状时,在安装在臂上的配件上安装刀具,一边以预定的转速使旋转台旋转,一边用该刀具切削加工有底容器。这里,由于安装着臂的立柱载置在滑板上,所以,通过使滑板和可动台动作,就可以使臂移动。因此,把臂移动到任意位置,可以设定任意的切入量。另外,由于臂可以上下移动,所以,把该臂沿着有底容器的全轴方向移动,就可以切削有底容器的整个侧面。由于这些动作要求高精度,所以,最好用滚珠丝杠等,把伺服马达或步进马达等的旋转运动变换为直线运动,使上述可动台等移动。
切削径方向断面外形状为圆形的有底容器的外周,例如想要加工成八角柱等的多角柱状时,把正面铣刀用的配件安装在臂上,用正面铣削切削有底容器的侧面。使臂上下动,沿着有底容器的全轴方向切削出一面后,使旋转台旋转45°,加工下一个侧面。将该作业反复八次,就可制造出径方向断面外形状为八角形的有底容器。这样,可制造任意多角形断面的有底容器。
把有底容器作为收容使用后核燃料的重屏蔽容器使用时,有底容器的内形状,最好形成为与筐(该筐收容使用后的核燃料集合体)外周的至少一部分吻合的形状,因为这样可容易地把上述筐插入、固定在容器内。这样的断面形状例如如图15(d)所示。为了把有底容器的内侧成形为这样的形状,把安装在臂上的配件例如变更为端面铣刀,把断面内的角部加工成台阶状。
首先,使滑板和可动台动作,把臂移动到载置在旋转台上的有底容器的上方。接着,降下臂,把安装着端面铣刀的配件插入有底容器内部,进行端面铣刀的定位。然后,以预定的切削量,切削有底容器的内侧。切削时,进行多个次的切入,得到了预定形状后,第一级的切削完成。在一个角部,得到了所需的台阶状形状后,将旋转台旋转90°,再加工下一个角部。将该作业反复四次,就可制造出具有图15(d)所示那样径方向断面形状的重屏蔽容器用有底容器。
另外,在切削加工有底容器的内侧时,由于切削屑、切削油等无法排出,所以在加工途中造成不能继续切削。为此,最好利用真空泵等的排出装置把切削屑等从加工中的有底容器内部除去。
将有底容器纵置地进行切削加工时,与横置时相比,虽然要处理切削屑等,但是可减少因重力引起的变形。另外,如果将该加工装置上下反转,则可以使有底容器的开口部朝下地进行加工,所以,在切削加工有底容器内侧时,可以很容易地排出切削屑等。
下面,说明把用本发明方法制造的有底容器用于使用后的核燃料存储容器、即重屏蔽容器的例子。图12表示本发明实施例的重屏蔽容器,(a)是轴方向断面图,(b)是径方向断面图。该重屏蔽容器100,由内部备有筐3的有底容器1、设在有底容器1外侧的树脂或硅橡胶等的中子屏蔽材2、和作为重屏蔽容器100的外面的外筒4构成。有底容器1的内侧和外侧,是用上述的切削加工成形的。
在该有底容器1的上部,设有一次盖5和二次盖6,在该二次盖6中,封入了用于屏蔽中子的树脂7。有底容器1是用深冲加工形成的有底圆筒形状,由具有γ射线屏蔽功能的碳素钢或不锈钢构成。
上述中子屏蔽材2,是富含氢的高分子材料,具有中子屏蔽功能。在有底容器1的下部安装着屏蔽体9,在屏蔽体9内封入了树脂或硅橡胶等中子屏蔽材8。上述筐3中,格子状地配置着收容使用后处核燃料集合体(图未示)的小盒,由硼和铝的复合材料构成。
为了确保作为耐压容器的密闭性能,在一次盖5及二次盖6与有底容器1之间设有金属密封垫。在有底容器1与外筒4之间,焊接着多个进行热传导的铜制内部翅片10,上述中子屏蔽材2,以流动状态注入由该内部翅片10形成的空间内,发热后固化。上述一次盖5和二次盖6是具有γ射线屏蔽功能的碳素钢或不锈钢制。
上述重屏蔽容器100中,由于采用整体式底的有底容器1,所以,与已往那样焊接底板相比,可节省制造的时间。另外,已往是在有底容器上焊接底板,所以,焊接的质量会影响该部分的密闭性。而该整体式底的有底容器1,该部分的密闭性问题极少。另外,实现本发明的重屏蔽容器100时,有底容器1内的筐3的形状、材质、中子屏蔽材2的充填状态、内部翅片10的数目及位置等,并不限于图12例。
实施例1之有底容器的制造方法,适合于制造壁厚相对于圆筒直径大的、所谓厚壁容器。另外,本发明的制造方法,尤其适合于制造厚壁容器之中的、轴方向长度与内径之比为1∶1以上的容器。超过该比率的容器,在则一般的热加工中,随着成形的进展,加压压力增加,而本实施例的制造方法,从加工开始到结束加压压力不增加。本实施例的制造方法,具体地说,尤其适合于制造壁厚相对于直径大、并且轴方向长度达数米的大型有底容器即重屏蔽容器等。
已往,制造这样大型、厚壁的带整体底的容器时,需要数万吨规模的压力机。但用本发明的制造方法制造这样的厚壁大型有底容器时,加压压力只需一万吨即可,所以,不必使用数万吨的压力机,用现有的大型压力机就可以成形。另外,成形后容器的端面形状良好,表面及内部几乎没有缺陷,所以成形后几乎不用修整。另外,本发明的制造方法,不限于制造这样的厚壁大型有底容器,也能制造壁厚较薄的放射性物质存储容器、即罐等。
另外,用本发明的制造方法,也可以制造大型压力机用液压缸、化学设备用容器、石油精炼设备用的反应器容器、氨合成槽、热交换器用容器、锅炉等的压力容器、收容水力发电用的水轮机的大型旋转机器用的壳体、潜水舰或潜水艇的船身等。另外,本发明方法可采用的材料不限于碳素钢,除了不锈钢、低合金钢等的铁系材料外,也包含镍合金、铝合金、铜合金、镁合金等的非铁金属。
实施例2图13是表示本发明实施例2之有底容器的立体图。图13所示的有底容器1,其外形和内形均为八角形。另外,也可以是容器的外形或内形之中的至少一方为多角形。由于在放射性物质收容空器即重屏蔽容器的有底容器内收容着用于支承燃料棒集合体的筐,所以,在重屏蔽容器中,最好把有底容器的内形状形成为与筐吻合的形状。因此,重屏蔽容器的内形最好是多角形状。把重屏蔽容器的内形形成为多角形时,尽量使重屏蔽容器筒身的壁厚均匀,在尺寸和重量方面是有利的,所以,重屏蔽容器筒的外形也最好是多角形。该有底容器能满足该要求。
图14是表示用于制造实施例2之有底容器的、成形用模体筒和冲头的断面图。成形用模体的筒部300,其内部断面形状为略八角形,冲孔冲头410的外形也是略八角形。在实施例1中说明的热扩张成形法中,如果采用该成形用模体的筒部300和冲孔冲头410,则可抑制热扩张成形时的荷重增加,抑制成形后加工物表面的缺陷,可制造出端面形状极好的多角形断面有底容器。
图15表示用实施例2之制造方法成形的有底容器例,是垂直于轴方向的断面图。通过适当变更成形用模体筒部的断面和冲孔冲头的外形,可成形具有该断面形状的有底容器。最好适当变更形成重屏蔽容器内形的冲孔冲头410,使其与收容使用后核燃料的筐的形状吻合。例如,如图(d)所示,如果采用将内断面形状作为外形的冲孔冲头,则可成形与筐形状吻合的内形。
图16表示用实施例2的制造方法成形的有底容器例,是其轴方向断面图。使成形用模体300底部的内形和冲孔冲头410的前端形状与有底容器的底形状吻合,可成形这些容器。图(d)所示的容器,也可以在成形后在底部穿孔,也可以用前端设有突起的冲孔冲头成形。这样成形的容器,可用于与筒部一体成形的底部不是平面而是曲面的容器。例如,适用于收容水力发电用水轮机的大型旋转机器用的壳体等。
实施例3图17是表示实施例3之有底容器的轴方向断面图。该有底容器1,其筒与底一体成形的同时,在容器的底上形成锪孔部。已往,是通过焊接把设有锪孔部的底板安装在厚壁圆筒上,该制造方法中,除了要在底上设置锪孔部的工序外,还需要焊接工序及焊接后的热处理工序,所以制造很化费工夫。而本发明的制造有底容器的方法,可以用一个工序,把设有锪孔部的底与筒一体成形,所以制造非常容易。
图18是表示在有底容器上设置锪孔部800的方法的说明图。如该图(a)所示,在推入冲头410进行热扩张成形之前,预先在成形用模体的底部301上设置筒状部件即圆筒302。这里,虽然可以只用该圆筒302形成锪孔部,但是,为了在金属坯200成形后容易取出该圆筒302,也可以预先把环状的金属板303放置在该圆筒302的上部(见图(a))。环状金属板303其径方向宽度比圆筒302的径方向宽度稍大。这样,在把金属坯200成形为有底容器后,可容易地取出圆筒302。另外这时,环状金属板303在有底容器的成形后,嵌死在其底部。
只用圆筒部302成形锪孔部800时,圆筒与金属坯200相接侧的圆筒直径最好比圆筒与成形用模体300的底部301相接侧的直径小。也就是说,最好将圆筒302设成锥形,其直径朝着加压方向增大。这样,从热扩张成形后的金属坯200上,可容易地取下圆筒302。
把金属坯200装入成形用模体的筒部300,载置在圆筒302和环状金属板303上(图18(b)),将冲头410推入金属坯200,将其热扩张成形为有底容器的形状(图18(c))。在这样成形后的金属坯200的底部,如图18(d)所示,由圆筒302和环状金属板303形成环状的槽。这样只不过是形成了环状槽,所以,为了形成锪孔部800,要用气体燃烧器等的切断装置(图未示),把存在于环状槽内部的柱状部分、即圆柱部切断。这样,可制造出底部备有锪孔部800的有底容器(图18(e))。另外,根据需要,也可用切削加工等,对锪孔部800进行加工。
如图18(b′)所示,采用圆柱304代替圆筒302,也可以在有底容器的底部形成锪孔部800。这时也同样地,也可以把金属板305载置在圆柱304上进行成形(图18(c′)。与使用圆筒302时不同,使用圆柱304时,在成形有底容器的同时可在其底部形成锪孔部800(图18(e′)。因此,不需要切断图(d)所示圆柱部的工序,但是另一方面,需要比使用圆筒302时大的加压压力。因此,最好根据压力机的性能、所制造的有底容器的大小等,决定是使用圆筒302还是使用圆柱304。
另外,只用圆柱304形成锪孔部800时,最好把圆柱设计成朝着加压方向前方侧增大的锥形。也就是说,圆柱304的轴方向断面,最好是梯形状的圆柱。这样,从热扩张成形后的金属坯200上可容易地取下圆柱304。
另外,通过变更上述圆筒302和圆柱304的垂直于轴方向的断面形状,可以成形具有所需断面形状的锪孔部800。例如,通过将垂直于轴方向的断面形状做成为多角形,可以形成内面形状为多角形的锪孔部800。这样,可以形成与有底容器的外形吻合的锪孔部,所以,可将锪孔部的径方向厚度保持为一定。
图19表示用本发明制造方法成形的有底容器例,是其轴方向断面图。通过适当选择上述圆筒或圆柱的直径,可成形图19(a)(b)所示的有底容器1。该图(c)是在底部设置了二级锪孔部800的例子。设置二级锪孔部800时,可将轴方向断面为凸形的成形工具(该成形工具例如是将直径不同的二个圆柱做成为叠置的形状)设置在金属坯200的底上而成形。另外,也可以将直径和高度不同的二个圆筒,设置在金属坯200的底上成形。另外,也可以在圆筒的外侧面设置相对于轴方向的台阶部。
实施例4图20是表示本发明实施例4之有底容器的轴方向断面图。该有底容器1,是在实施例1所示的制造方法中,把在热扩张成形前成形的伸出部201(图2(b))直接作为容器的法兰使用。使用后核燃料存储容器即重屏蔽容器,由于在一次盖与二次盖之间封入了数个气压的氦气,所以,在二次盖的安装部作用着较大的力。另外,二次盖有时也受到坠落的冲击,所以,二次盖的安装部、即法兰部要求具有坚固的构造。本发明的容器,将法兰与筒体成形为一体,并且比筒体的直径大,所以,可容易地将螺栓配置成二排,因此,可牢固地固定住二次盖。
已往的重屏蔽容器中,是另外地制造法兰部,再用焊接安装在重屏蔽容器筒体上,所以制造所需的时间多。而本发明的制造方法,可制造端面形状极好的有底厚壁容器,所以,形成在容器端面的伸出部201(图2(b))几乎不用加工,就可以作为法兰使用。因此,可省略焊接及焊接后的热处理工序,使制造工序简单化。另外,图20中,是把在热扩张成形前形成的伸出部201(图2(b)),直接作为容器的法兰使用,但是也可以用切削加工等去除该伸出部201,对容器开口部内侧实施加工,形成已往使用的不伸出的法兰。这时也同样地,法兰部与筒体成形为一体,所以,能充分确保强度和密闭性。
实施例5下面,说明有底容器1的另一制造方法。图21至图26,是表示图12所示重屏蔽容器100的有底容器1的制造工序说明图。该有底容器1的成形,是将镦锻工序和深冲工序组合进行的。
首先,在压力加工机(图未示)的滑动台20上叠置环状的第1模21、第2模22和第3模23,在该第1模21~第3模23中,配置第1加压台24、第2加压台25和第3加压台26,构成模具(图21(a))。冲孔冲头27设置于金属坯W的上面上。该冲孔冲头27被安装在压力加工机冲头上的挺杆28加压(图21b))。金属坯W设置在第1模21内。该金属坯W由直空铸造成形的低碳钢或不锈钢构成,其上面是圆形,下面是比上面小的圆形或圆锥台形(倾斜面角度图未示)。加压加工时,金属坯W被加热到1000℃~1200℃的范围。该加热用电炉进行,以赤热的状态设置在滑动台20上。另外,也可以在第1模21与金属坯W之间设置上述的圆筒302和环状金属板303(图18(a)),在底部形成锪孔部。
在设置了金属坯W后,加压冲孔冲头27,进行镦锻加工(图21(c))。由于第1模21的内端部是开口形状,所以,金属材料流动到冲孔冲头27与第1模的开口部分21a之间,金属坯W变形为盘状。接着,用吊具29把挺杆28连同第1模21一起吊起(图21(d)),再使滑动台20移动,运出模具,取下第1加压台24(图21(e))。
把金属坯W连同第1模21一起吊起后,在该状态,把隔撑30设置在第2模22上(图22(a))。接着,使滑动台20移动,运入模具(图22(b)),将冲孔冲头27压下,借助第1模21实施深冲加工(图22(c))。这样,金属坯W在通过第1模21时,其顶部的皿状部分被深冲,成为杯形,并位于第2模22内。接着,使挺杆28和吊具29退避到上方,使滑动台20移动,运出金属坯W和模具,同时卸下隔撑30(图22(d))。
在该状态,冲孔冲头27留在成为杯形的金属坯W的底部(图23(a))。接着,在取下了隔撑30的状态,降下挺杆28,用冲孔冲头27加压(图23(b))。这样,金属坯W被进一步镦粗,金属材料从第2模22的开口部分22a与冲孔冲头27之间流出,金属坯W变形。接着,用吊具29把第2模22连同金属坯W一起吊起(图23(c))。在该状态使滑动台20移动,运出模具,卸下第2加压台25(图23(d))。
接着,把隔撑31设置在第3模23上(图24(a))。再使滑动台20移动,运入模具(图24(b))后,将冲孔冲头27压下,借助第2模22实施深冲加工(图24(c))。这样,金属坯W在通过第2模22时,其腹部被深冲,成为杯状。接着,使挺杆28和吊具29退避到上方,使滑动台20移动,运出金属坯W和模具,同时卸下隔撑31(图24(d))。在该状态,冲孔冲头27留在成为杯形的金属坯W的底部。
接着,使滑动台20移动,使金属坯W位于挺杆28的下方(图25(a)),使挺杆28下降,用冲孔冲头27加压金属坯W(图25(b))。这样,金属坯W被进一步镦锻,金属材料从第3模23的开口部分23a与冲孔冲头27之间流出,金属坯W变形。接着,用吊具29把第3模23连同金属坯W一起吊起(图25(c))。在该状态使滑动台20移动,取下第3加压台26(图25(d))。
接着,把隔撑32设置在滑动台20上(图26(a))。再使滑动台20移动,运入隔撑32(图26(b))后,将冲孔冲头27压下,借助第3模23实施深冲加工(图26(c))。这样,金属坯W在通过第3模23时,其腹部被深冲。接着,使挺杆28和吊具29退避到上方,使滑动台20移动,运出金属坯W,同时卸下隔撑32(图26(d))。在该状态,冲孔冲头27留在成为杯形的金属坯W的底部,将该冲孔冲头27直接作为有底容器1的底使用。另外,也可以去掉冲孔冲头27使用。另外,使滑动台20移动,运入隔撑32时(图26(b)),把圆筒隔撑302(图2(e″))设在隔撑32的内部,用冲孔冲头27将金属坯W的底部冲穿,用该方法也能成形圆筒状容器。
上述的成形结束后,实施预定的热处理,进行有底容器内面的机械加工。这样,成形后的有底容器1,从金属坯W的断面减少率约为40%。另外,与采用通常的后方挤压成形法成形有底容器时相比,采用后方挤压成形法时,有底容器的底部厚,导致重屏蔽容器的重量增加。另外,需要大压力的压力机械,有时因有底容器的规模大而不能制造。而本实施例的制造方法,如上所述,是将镦锻和深冲组合起来进行成形,所以,镦锻时或深冲时的压力可分别减小。因此,可采用已往所使用的大型压力加工机成形。
图27是表示上述有底容器的另一制造方法说明图。上述制造方法中,如前所述,是采用圆筒形的冲孔冲头27及加压台24~26、以及内部圆环状的模21~23,但是,冲孔冲头27等并不限于上述形状。例如,如该图(b)所示,要把有底容器1的外形做成为八角形时,只要把第1模21b~第3模的内部形状做成为八角形即可。这时,设置在模内的加压台24b也是八角形。
另外,要把有底容器1的内形做成为八角形时,如该图(c)所示,只要把冲孔冲头27c做成为八角形即可。这时的金属坯W是八角锥台形状(图示省略了锥形角度)。另外,要把有底容器1的内形做成为带台阶形时,如该图(d)所示,只要把冲孔冲头27d做成带台阶形状的角柱即可。另外,要把有底容器的内外形做成为八角形时,只要采用该图(b)所示的模21b和该图(c)所示的冲孔冲头27c即可。另外,即使是八角形以外的形状,根据本发明的制造方法,只要改变冲孔冲头、模等的形状,就可以与上述同样地成形。另外,图27所示的冲孔冲头27c和27d,也适用于实施例1的制造方法。
图28是表示另一制造方法实施例的说明图。该制造方法中,把挺杆51设置在压力加工机的滑动台52上,并且把冲孔冲头53安装在该挺杆51的顶部,把加压台54安装在压力加工机的冲头55上。即,如图(a)所示,把金属坯W载置在冲孔冲头53上,使压力加工机的冲头55下降,借助第1模56进行金属坯W的镦锻加工。
接着,金属坯W的下端变形为皿状后,使冲头55退避,运出金属坯W(图未示)。然后,把多个个隔撑57载置在第1模56的上部,运入到冲头55的下方。另外,加压台54从冲头55上卸下。在该状态使冲头55下降进行加压时,如该图(b)所示,借助第1模56,金属坯W被深冲。该第1模56退避到下方。
接着,与上述同样地,运出金属坯W,取下隔撑57,并且安装上加压台54后,再运入冲头55的下方(图未示)。另外,在冲头55侧安装着第2模58。在该状态使冲头55下降,镦锻加压金属坯W(该图(c))。接着,在暂时运出了金属坯W后,把多个隔撑59设置在第2模58上,并卸下加压台54,再运入。然后,在该状态使冲头55下降加压,如该图(d)的示,有底容器1的腹部被冲深。该第2模58退避到下方。
接着,与上述同样地,运出金属坯W,取下隔撑59后,再运入冲头55的下方(图未示)。另外,在冲头55侧,安装着第3模60和加压台54。在该状态使冲头55下降,加压金属坯W时,如该图(e)所示,金属坯W进一步变形。然后,运出金属坯W后,把多个隔撑61设置在第3模60上,并卸下加压台54后,再运入。然后,在该状态使冲头55下降加压时,如该图(f)所示,有底容器1的腹部被冲深。该第3模60退避到下方。另外,可用于本发明方法的材料,除了碳素钢、不锈钢、低合金钢等的铁系材料外,也包含镍合金、铝合金、铜合金、镁合金等的非铁金属。
下面说明具体的成形条件。采用低碳素钢的金属坯,将其加热到1000°,设畸变速度为0.1~1s时,其变形阻力为1.5~3kgf/mm2。例如,用1分钟冲压1m长度,用30度模使外径从2500mm减少到2200mm时,设内径为1420mm,则畸变为1n((25002-14202)/(22002-14202))=0.4用时间(2500-2200/2/tan30°)/(1000/60)=15.6sec加工它。因此,这时的畸变速度为0.025-1s。
设变形阻力为3kgf/mm2时,摩擦系数为0.3,则冲压力为3×π/4×(22002-14202)×1n((25002-14202)/(22002-14202))]]> 但是,由于初期温度高,冲压力为其一半、即2730tonf。另外,冲压时,底部不冲穿的最终厚度是540640/(3/3)/π/1420=707mm,]]>因此,必须在该值以上。
产品长度为4885mm时,材料长为4885×(22002-14202)/22002=2850mm。所以,设一次的镦锻量为1/3、即950mm,设到达模具约束部的高度为最终底厚度即700mm时,所需的镦锻力为3×π/4×14202×(1+0.3×1420/700/2)=6196700kgf。
该大小的压力,可用8000ton压力机成形。
而后方挤压成形时的挤压力为
+4π/(4·3·3)=19186103kgf.]]>所以,需要20000ton的压力。
如上所述,本发明的放射性物质存储容器及容器中,采用底部与筒部一体成形的有底容器,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略焊接后的热处理。结果,可大幅度减少制造工作量和时间。另外,由于上述有底容器是用热扩张成形的,所以,其所需的加压压力可比热后方挤出成形时小。
另外,本发明的放射性物质存储容器及容器,是采用垂直于轴方向的断面为多角形的金属坯、和垂直于轴方向的断面内形状为圆形的成形用模体成形为有底容器。因此,不象已往那样要焊接底板,可减少制造工作量和时间。另外,在扩张成形中,借助将上述金属坯的多角形一边弯曲的作用,可以用比已往小的压力,成形有底容器。
另外,本发明的放射性物质存储容器及容器,是采用垂直于轴方向的断面为多角形的金属坯、和垂直于轴方向的断面内形状为多角形的成形用模体成形为有底容器。不象已往那样要焊接底板,可减少制造工作量和时间。另外,在扩张成形中,借助将上述金属坯的多角形的一边弯曲的作用,可以用比已往小的压力,成形有底容器。另外,可容易地成形具有对应于各种用途所需外形的有底容器。
另外,本发明的放射性物质存储容器,是在成形用模体内,用热扩张成形,将厚壁有底容器的底部和筒部成形为一体。该有底容器的轴方向长度长并且内径大,能收容使用后核燃料集合体的筐。因此,不象已往那样要焊接底板,可省略焊接后的热处理,所以,减少制造工作量和时间。对于壁厚且轴方向尺寸达数米、内径达2~2.5米的有底容器,省略上述工序的效果极大。
另外,本发明的放射性物质存储容器,由于冲孔冲头的断面尺寸形状与收容在容器内部的、使用后核燃料集合体的筐的断面的近似,所以,在热扩张成形后,切削容器内部的作业容易,制造工作量和时间少。
另外,本发明的放射性物质存储容器,在成形用模体内,用热扩张成形形成底部和筒部为一体的有底容器,把放射性物质收容在该有底容器内时,上述筒部侧面略中央部的外壁表面的γ射线的线量当量率在200μsv/h以下。为了满足容器侧面略中央部外壁表面的γ射线的线量当量率在200μsv/h以下这一条件,必须用不锈钢或碳素钢等制造壁厚达数十cm的容器。由于该厚壁容器的筒部和底部一体成形,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略焊接后的热处理,可减少制造工作量和时间。尤其对于厚壁的有底容器,省略上述工序的效果极大。
另外,本发明的放射性物质存储容器,是在上述放射性物质存储容器和容器中,上述有底容器,其外径为1000mm以上、30000mm以下,其壁厚为150mm以上、300mm以下。由于该厚壁容器的筒部和底部一体成形,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略焊接后的热处理,可减少制造工作量和时间。尤其对于轴方向尺寸大的厚壁有底容器,省略上述工序的效果更大。
另外,本发明的放射性物质存储容器和容器,把至少在加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯装入成形用模体,将冲孔冲头推入该金属坯,将该金属坯热扩张成形。因此,不象已往那样要焊接底板,可省略焊接后的热处理,另外,该有底容器,在端部和容器表面产生的缺陷少,成形后,可减少修整这些缺陷的工作量,节省制造时间。
另外,本发明的放射性物质存储容器中,用热压加工,将上述底和筒部一体成形。另外,本发明的放射性物质存储容器中,将金属坯加热,用镦锻深冲成形,把上述底和筒部一体成形。因此,可省略焊接工序及其后的热处理工序,可减少制造工作量和时间。
另外,本发明的放射性物质存储容器,在上述有底容器的底部,一体地备有锪孔部。该有底容器,由于在热扩张成形时,也一体地成形了锪孔部,所以,可以省略设置锪孔部的工序,减少制造工作量和时间。
另外,本发明的放射性物质存储容器,在上述有底容器的筒部一体地设有法兰。所以,可省略焊接及焊接后的热处理工序,减少制造工作量和时间。另外,也可确保容器本身的密闭性和强度。
另外,本发明的放射性物质存储容器和容器,上述有底容器的筒部外侧断面或内侧断面之中的至少一方是多角形。因此,在扩张成形有底容器时,可以将容器的内侧断面形状成形为与筐吻合的形状,所以,可省略掉已往所必需的、切削容器内部的工序,减少制造工作量和时间。
另外,本发明的热扩张成形用金属坯,其至少加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状是多角形。因此,产生使多角形的边弯曲的作用、和抑制金属坯镦锻的作用。利用这些作用,可用比已往小的加压压力成形轴方向长度与直径之比为1以上的厚壁容器。另外,也可抑制在成形后容器的端部和表面上产生的缺陷。
另外,本发明的热扩张成形用金属坯,加压方向前方侧的侧面或加压方向后方侧的侧面二者之中的至少一方至少备有一个平面。在热扩张成形时,由于借助使该平面弯曲的作用,进行扩张成形,所以,热扩张成形时所需的力比侧面为曲面时小。因此,可用比已往小的加压压力,成形轴方向长度大的厚壁容器。另外,与侧面为曲面时相比,也可减少裂缝等的内部缺陷。
另外,本发明的热扩张成形用金属坯,是在上述热扩张成形用金属坯中,其特征在于,上述金属坯的加压方向前方侧设计成为朝着加压方向变细的锥形。另外,本发明的热扩张成形用金属坯,是在上述热扩张成形用金属坯中,其特征在于,上述金属坯的加压方向前方侧朝着加压方向阶段变细地设有至少一个以上的台阶部。这些金属坯,在热扩张成形的最终阶段,可延迟金属充满成形用模体底部附近的时间。因此,在热扩张成形的最终阶段,抑制镦锻,结果,可减小热扩张成形时的加压压力。
另外,本发明的热扩张成形用金属坯,在加压方向后方侧的端部备有伸出部。因此,该伸出部在热扩张成形时,将金属坯与成形用模体的端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于在侧面至少备有一个平面,所以,也产生使该平面弯曲的作用和抑制金属坯镦锻的作用。因此,利用它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,由于在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧,所以,可使容器的制造工序简单化。
另外,本发明的热扩张成形用金属坯,在加压方向后方侧备有伸出部。所以,该伸出部在热扩张成形时,将金属坯与成形用模体的端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状是多角形,所以,也产生使多角形断面的各边弯曲的作用和抑制金属坯镦锻的作用。因此,利用它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,由于在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧,所以,不需要把伸出部形成在加压方向后方侧的工序,可使容器的制造简单化。
另外,本发明的热扩张成形用金属坯中,由于在加压方向后方侧备有伸出部,所以,该伸出部在热扩张成形时,将金属坯与成形用模体的端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状是多角形,所以,也产生上述的弯曲作用和抑制金属流动作用。另外,由于加压方向前方侧朝着加压方向阶段地变细,所以,在热扩张成形的最终阶段,抑制镦锻现象,可抑制加压压力的增加。因此,利用它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,由于在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧,所以,不需要把伸出部形成在加压方向后方侧的工序。
另外,本发明的热扩张成形用金属坯中,由于在加压方向后方侧备有伸出部,该伸出部在热扩张成形时将金属坯与成形用模体的端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,金属坯的侧面中的至少一方,备有至少一个平面,所以,也产生上述的弯曲作用和抑制金属流动的作用。另外,由于加压前方侧朝着加压方向阶段地变细,所以,在热扩张成形的最终阶段,抑制镦锻现象,可抑制加压压力的增加。因此,利用它们的相互作用,可减小加压压力。另外,该金属坯,由于在制造时预先把伸出部设置在金属坯的加压方向后方侧,所以,不需要把伸出部形成在加压方向后方侧的工序。
另外,本发明的容器,是在上述放射性物质存储容器和容器中,上述有底容器,其外径为200mm以上、4000mm以下,其壁厚为20mm以上、400mm以下。由于使底部和筒部为一体地成形这样的厚壁容器,所以,不象已往那样要焊接底板,可省略焊接后的热处理,减少制造工作量和时间。尤其对于轴方向尺寸大的厚壁有底容器,省略上述工序的效果更大。
另外,本发明的有底容器制造装置,备有成形用模体和冲孔冲头;上述成形用模体的筒部和容器底部,在容器筒部的轴方向可相对移动;上述冲孔冲头,安装在压力加工机上,对装入在成形用模体内的热扩张成形用金属坯加压。
因此,在热扩张成形时,成形用模体的筒部与被成形金属坯几乎不相对移动,这样,可抑制热扩张成形时的加压压力增加。
另外,本发明的有底容器制造装置中,将上述成形用模体的筒部在轴方向分割。因此,即使在成形轴方向长度大的金属坯时,也能由整个成形用模体吸收热扩张成形时的金属坯的相对于轴方向的变形。因此,可抑制加压压力的增加。
另外,本发明的放射性物质存储容器的制造方法,对底部和筒部成形为一体的有底容器外侧进行切削加工,另外,把内部切削加工成台阶状,设置使用后燃料集合体的筐的收容部位,或者,切削加工内部,制成放射性物质存储容器。因此,可容易地切削加工有底容器的内侧。
另外,本发明的放射性物质存储容器的制造方法,用热扩张成形,使底部和筒部为一体地成形有底容器,切削加工该有底容器的外侧,另外,把内部切削加工成台阶状,设置使用后燃料集合体的筐的收容部位,或者,切削加工内部,制成放射性物质存储容器。因此,可容易地切削加工有底容器的内侧。
另外,本发明的有底容器制造方法,把冲孔冲头推入金属坯,用朝向成形用模体内壁的力使该金属坯的平面弯曲,把金属坯朝着成形用模体与金属坯间的空隙扩张成形。
该容器的制造方法中,借助使金属坯侧面的平面弯曲的作用,将金属坯朝着成形用模体内壁侧扩张。另外,由于金属坯扩张到金属坯与成形用模体内壁之间的空间内,所以,可抑制金属坯的镦锻现象。由于该作用,在该容器制造方法中,所需的加压压力可比已往小,并且,也可抑制在成形后的容器的端部和表面上产生的缺陷。
另外,本发明的有底容器制造方法中,采用在加压方向后方侧端部备有伸出部的金属坯,该伸出部与成形用模体的入口端部接合。因此,在热扩张成形时,该伸出部将金属坯与成形用模体端部接合。借助该作用,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧镦锻。另外,由于该金属坯,其侧面至少备有一个平面,所以,也产生上述的弯曲作用和抑制金属朝着与加压方向相反侧流的作用。因此,借助它们的相互作用,可抑制加压压力。另外,也可抑制在成形后容器的端部和表面上产生的缺陷。
另外,本发明的有底容器制造方法中,将金属坯热扩张成形,该金属坯的至少加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状是多角形。因此,在加压方向前方侧,金属坯扩张到加压方向前方侧与成形用模体之间的空间内,所以,可抑制金属坯的镦锻现象。因此,该容器制造方法中,所需的加压压力可比已往小,另外,也可抑制在成形后容器的端部和表面上产生的缺陷。
另外,本发明的有底容器制造方法中,将金属坯热扩张成形,该金属坯的加压方向前方侧的侧面或加压方向后方侧的侧面二者之中的至少一方备有至少一个平面。这样,热扩张成形时所需的力比侧面为曲面时小。因此,与已往的容器制造方法相比,所需的加压压力小,另外,也能减少裂缝等的内部缺陷。
另外,本发明的厚金属制圆筒物或圆筒容器的热压成形法中,把异径断面形状的无接缝金属坯加热到加压加工温度后,装入成形用模体内,然后,用冲头一边在该无缝金属坯中心冲孔,一边加压加工。上述无接缝金属坯,其加压方向前方侧断面的外径或对角线长度小于成形用模体的内径,或者对角线长度等于成形用模体的内径;其后方侧断面的外径或对角线长度与成形用模体相同。因此,无接缝金属坯使加压成形荷载减低,并且提高产品合格率,并可得到端面形状好的冲压成形品。
另外,本发明的筒形物或容器制造方法中,把金属坯热扩张成形,该金属坯,其加压方向前方侧横截面的外径小于成形用模体的内径,其后方侧断面的外径与成形用模体的内径相同。因此,可以用比已往小的加压压力成形厚壁容器,端部和表面产生的缺陷也少,所以可减少成形后修整这些缺陷的时间。与圆形断面相比,比较容易加工金属坯。因此,可减少制造工作量和时间。
另外,本发明的筒形物或容器的制造方法中,把金属坯热扩张成形,该金属坯,其加压方向前方侧断面的对角线长度小于成形用模体的内径,后方侧断面的对角线长度,与成形用模体的内径略相同。因此,可以用比已往小的加压压力成形厚壁容器,端部和容器表面产生的缺陷也少,所以可减少成形后修整这些缺陷的时间。与圆形断面相比,比较容易加工金属坯。
另外,本发明的筒形物或容器的制造方法中,把金属坯热扩张成形,该金属坯,其加压方向前方侧横截面的外径小于成形用模体的内径,后方侧断面的外径,与成形用模体的内径略相同。因此,加压压力比已往小,另外,端部和容器表面产生的缺陷也少,所以可减少成形后修整这些缺陷的时间。
另外,本发明的容器的制造方法中,包含在热扩张成形前使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的延伸工序。另外,在该容器的制造方法中,借助使金属坯的平面朝成形用模体内壁侧弯曲的作用,将金属坯扩张成形。上述延伸部,在热扩张成形时,具有将金属坯与成形用模体端部接合的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,借助将金属坯的平面朝成形用模体内壁侧弯曲的作用,可减低加压压力。利用它们的相互作用,该容器制造方法,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
另外,本发明的容器制造方法中,把金属坯热扩张成形,该金属坯,在加压方向后方侧端部,预先备有与成形用模体的入口侧端部接合的伸出部。因此,在热扩张成形前,不需要使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的工序,所以,可缩短热扩张的时间。结果,可在金属坯温度未下降前结束成形,端部形状可更加良好。另外,也可省略上述的延伸工序,减少制造工作量和时间。
另外,本发明的容器制造方法中,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的延伸工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有将金属坯与成形用模体端部接合的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于把至少加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状为多角形的金属坯扩张成形,所以,产生使多角形的各边朝成形用模体内壁侧弯曲的作用。借助它们的相互作用,该容器制造方法与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
另外,本发明的容器制造方法中,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧,延伸到成形用模体筒部上的延伸工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有将金属坯与成形用模体端部接合的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,由于把在至少一方备有至少一个平面的金属坯扩张成形,所以,产生使金属坯的平面朝成形用模体内壁侧弯曲的作用。借助它们的相互作用,该容器制造方法与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
本发明的厚金属制圆筒物或圆筒容器的热压成形法中,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的延伸工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有将金属坯与成形用模体端部接合的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,上述金属坯,其加压方向前方侧断面的外径或对角线长度小于成形用模体的内径、或者对角线长度等于成形用模体的内径。因此,金属从加压后方侧被供给,并且借助被加热的钢的良好塑性加工的作用效果,一边朝侧方扩张,一边被加工,所以,充满成形用模体的空间,可从无接缝金属坯制成预定形状的冲压产品。借助它们的相互作用,与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
另外,本发明的筒状物或容器的制造方法中,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的延伸工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有将金属坯与成形用模体端部接合的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,该金属坯是四角形断面,其加压方向前方侧断面的对角线长度,小于成形用模体的内径。所以,借助使四角形断面的各边弯曲的作用,进行扩张在形。另外,金属坯的加压方向后方侧,抑制加压方向前方侧的镦锻。利用它们的相互作用,该制造方法与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。
另外,本发明的筒状物或容器的制造方法中,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的延伸工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有将金属坯与成形用模体端部接合的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,该金属坯是四角形断面,其加压方向前方侧横断面的对角线长度小于成形用模体的内径。所以,借助使四角形横断面的各边弯曲的作用,进行扩张在形。另外,金属坯的加压方向后方侧,抑制加压方向前方侧的镦锻。利用它们的相互作用,该制造方法与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。另外,该方法中使用的金属坯,与一方为圆形断面的金属坯相比,比较容易加工。
另外,本发明的筒状物或容器的制造方法中,包含在热扩张成形前,使金属坯的加压方向后方侧延伸到成形用模体筒部上的延伸工序。该延伸部,在热扩张成形时,具有将金属坯与成形用模体端部接合的作用,所以,成形用模体与金属坯的约束更加强,可抑制加压方向前方侧的镦锻。另外,该金属坯,其加压方向后方侧与成形用模体的内径略同径,所以,可抑制加压方向前方侧的镦锻。利用它们的相互作用,该制造方法与后方挤压法等相比,可用小的加压压力成形厚壁容器。另外,该方法中使用的金属坯,与断面形状不同的金属坯相比,比较容易加工。
另外,本发明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,包含成形工序,该成形工序是,用锻造工序成形上述金属坯,把该金属坯的至少加压方向前方侧成形为方断面。另外,本发明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,包含设置锥形的工序,该工序是,在上述锻造工序中,将金属坯的加压方向前方侧形成为朝着加压方向变细的锥形。另外,本发明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,包含设置台阶部的工序,该工序是,在上述锻造工序中,使金属坯的加压方向前方侧朝着加压方向阶段地变细地、设置至少一个台阶部。这些的容器制造方法,在热扩张成形的最终阶段,可延迟金属充满成形用模体底部附近的时间。因此,可抑制金属坯的镦锻现象,可减小热扩张成形最终阶段的加压压力。
另外,本发明的容器制造方法中,借助设在金属坯底的筒状部件,在成形有底容器的同时,在该有底容器的底部形成锪孔部。不需要已往那样用切削方法设置锪孔部,加工费时间。而本发明中,在扩张成形后,只要去除留在容器底部的柱状部分即可,所以与已往相比,加工省时间另外,本发明的容器制造方法中,借助设在金属坯底的柱状部件,在成形有底容器的同时,在该有底容器的底部形成锪孔部。因此,可在扩张成形的同时,形成锪孔部。与已往相比,加工时间少。另外,可省略掉去除柱状部件的工序,与上述锪孔部形成方法相比,不需要形成锪孔部的时间。
本发明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,上述成形用模体的筒部,可相对于成形用模体的底部移动。因此,在热扩张成形时,成形用模体的筒部与被成形金属坯几乎不相对移动,所以,可抑制加压压力的增加。
本发明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,将上述成形用模体的筒部,在轴方向分割。因此,即使在成形轴方向长度大的金属坯时,也可抑制加压压力的增加。
另外,本发明的容器制造方法中,包含镦锻工序和深冲工序;在镦锻工序,把加压台设置在内端部形成开口部分的环状模子内,把金属坯放入由模子和加压台构成的模具内,用冲孔冲头对金属坯进行加压镦锻;在深冲工序,将隔撑设置在模子的下部,用上述冲孔冲头挤压金属坯,将该金属坯深冲。
因此,可容易地进行有底容器的成形。
另外,本发明的容器制造方法中,包含镦锻准备工序、镦锻工序、退避工序、深冲准备工序、深冲工序、反复工序;在镦锻准备工序,将内端部形成开口部分的多个环状模子叠置,把多个加压台叠置在该模子内,把金属坯放入由模子和加压台构成的模具内;在镦锻工序,用被压力加工机作动的冲孔冲头,从模具上方加压镦锻金属坯;在退避工序,使冲孔冲头和上部的模子连同金属坯一起退避;在深冲准备工序,卸下上述使用过的加压台,把筒状隔撑设置在下一个模子上,把上述退避的模子连同金属坯载置在该隔撑上;在深冲工序,用上述冲孔冲头挤压金属坯,借助上述模子进行金属坯的深冲加工;在反复工序,采用下一个加压台和模子,用长度与金属坯的变形吻合的隔撑反复上述同样的工序。
因此,可抑制加压力,制造容易。
工业实用性如上所述,本发明的放射性物质存储容器、放射性物质存储容器的制造装置及制造方法,适用于制造收容、运送、储存使用后核燃料集合体或放射性污染物质的重屏蔽容器那样的厚壁容器。可提供制造工作量和时间少的容器,并且,可抑制圆筒端部和容器表面产生的缺陷。
权利要求
1.热扩张成形用金属坯,其特征在于,加压方向前方侧的侧面或加压方向后方侧的侧面二者之中的至少一方,至少备有一个平面。
2.如权利要求1所述的热扩张成形用金属坯,其特征在于,其至少上述加压方向前方侧的垂直于轴方向的断面形状形成为多角形。
3.如权利要求1或2所述的热扩张成形用金属坯,其特征在于,在上述金属坯的加压方向前方侧设置朝着加压方向变细的锥形。
4.如权利要求1或2所述的热扩张成形用金属坯,其特征在于,上述金属坯的加压方向前方侧朝着加压方向阶段变细地设有至少一个以上的台阶部。
5.如权利要求1所述的热扩张成形用金属坯,其特征在于,在加压方向后方侧的端部备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。
6.如权利要求5所述的热扩张成形用金属坯,其特征在于,至少加压方向前方侧的、垂直于轴方向的断面形状形成为多角形。
7.如权利要求2所述的热扩张成形用金属坯,其特征在于,加压方向前方侧朝着加压方向阶段变细地设有至少一个以上的台阶部;另外,在加压方向后方侧,备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。
8.如权利要求1所述的热扩张成形用金属坯,其特征在于,加压方向前方侧朝着加压方向阶段变细地设有至少一个以上的台阶部;另外,在加压方向后方侧,备有与成形用模体的入口端部接合的伸出部。
全文摘要
热扩张成形所用的金属坯,其加压方向前方侧的断面形状是正方形,其对角线长度小于成形用模体的内径。其加压方向后方侧的断面形状是圆形,其直径略等于成形用模体的内径。把该金属坯加热到加压加工温度后,装入成形用模体内,用被压力加压机作动的冲孔冲头,一边对该金属坯的中心冲孔一边使其热扩张成形,成形为用于重屏蔽容器的有底容器。
文档编号B21C23/20GK1597177SQ20041007979
公开日2005年3月23日 申请日期2001年3月26日 优先权日2000年4月25日
发明者船越义彦, 恒住毅, 水野直洋, 德野胜彦, 松本亲行, 田浦良治, 白银重德, 大园胜成, 松冈寿浩 申请人:三菱重工业株式会社