第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法
【专利摘要】本发明公开了一种第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法，用于形成两端带有管嘴的泵壳锻件，包括以下步骤：第一步，一次镦粗拔长；第二步，二次镦粗拔长；第三步，三次镦粗；第四步，外圆修整；第五步，形成管嘴。本发明以自由锻的方式来完成泵壳这类形状复杂锻件的锻制，对设备无特殊要求，不需要复杂的工装和操作工艺，经济性较好；同时，本发明能够有效地完成泵壳外形的成型，对厚截面锻件的内部组织有很好的锻合压实效果，并且通过增加管嘴以达到锻件形状的对称要求，有效地减小了锻件的成型难度，并且为后续锻件的机加工增加了加工调整的空间。
【专利说明】第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种金属材料的成型方法，具体涉及一种第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法。
【背景技术】
[0002]核电冷却剂泵也称为主循环泵或主泵，是核岛主设备的重要部件。核电冷却剂泵的功用是推动冷却剂在一回路中高速稳定地循环流动，以冷却堆芯并将热量传递到二回路。核电冷却剂泵的工作环境极其恶劣，尤其是泵壳，长期处于高温、高腐蚀以及高辐照的恶劣环境中，因此，泵壳要求极其安全可靠的质量。
[0003]在三代以前的核反应堆系统中，泵壳都为铸件；随着AP1000和EPR等第三代核电技术的开发和应用，对泵壳的质量也提出了更高的要求，要求泵壳采用锻件制造。但是，由于泵壳的结构为半封闭式空心壳体，外形为圆形或接近椭圆形，并带有管嘴，形状并不规贝U，因此锻制该型锻件具有相当大的难度。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法，它可以完成泵壳这类形状复杂锻件的锻制。
[0005]为解决上述技术问题，本发明第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法的技术解决方案为:
[0006]用于形成两端带有管嘴的泵壳锻件，包括以下步骤:
[0007]第一步，一次镦粗拔长；
[0008]将坯料进行一次镦粗，镦粗后再进行一次强压拔长；
[0009]一次镦粗过程中坯料的高径比彡I ；
[0010]一次强压拔长的拔长比彡2 ；
[0011]第二步，二次镦粗拔长；
[0012]将坯料进行二次镦粗，镦粗后再进行二次强压拔长；
[0013]拔长之后切割底部；切割之后，坯料的高径比h/d彡2 ;
[0014]第三步，三次镦粗；
[0015]将切割之后的坯料进行三次镦粗，使坯料的高度略小于锻件的最终高度；
[0016]第四步，夕卜圆修整；
[0017]对三次镦粗之后的坯料的外圆进行修整，使坯料的外形为八棱柱；
[0018]第五步，形成管嘴；
[0019]采用成型模具，对坯料分多砧沿厚度方向挤压泵壳管嘴，将坯料挤压出管嘴，形成泵壳锻件。
[0020]成型模具包括上砧和下砧，上砧和下砧的工作面与锻件的外形相匹配。
[0021]所述成型模具中上砧和下砧的厚度远小于坯料的厚度。
[0022]本发明可以达到的技术效果是:
[0023]本发明以自由锻的方式来完成泵壳这类形状复杂锻件的锻制，对设备无特殊要求，不需要复杂的工装和操作工艺，经济性较好；同时，本发明能够有效地完成泵壳外形的成型，对厚截面锻件的内部组织有很好的锻合压实效果，并且通过增加管嘴以达到锻件形状的对称要求，有效地减小了锻件的成型难度，并且为后续锻件的机加工增加了加工调整的空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0025]图1是锻件经过一次镦粗拔长后的形状示意图；
[0026]图2是锻件经过二次镦粗拔长后的形状示意图；
[0027]图3是锻件经过三次镦粗后的形状示意图；
[0028]图4是锻件最后成型的形状不意图；
[0029]图5是本发明所采用的成型模具的示意图；
[0030]图6是本发明的成型模具与锻件的成型示意图，其中图6a是图6b的侧视图。
[0031]图中附图标记说明:
[0032]I为上砧， 2为下砧，
[0033]10为锻件。
【具体实施方式】
[0034]本发明第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法，用于形成如图4所示的两端带有管嘴的泵壳锻件，包括以下步骤:
[0035]第一步，一次镦粗拔长；
[0036]将坯料进行一次镦粗，镦粗后再进行一次强压拔长，形成如图1所示的形状；
[0037]一次镦粗过程中控制坯料的高径比，满足高度与直径之比> I ；
[0038]一次强压拔长的拔长比彡2 ；
[0039]第二步，二次镦粗拔长；
[0040]将坯料进行二次镦粗，镦粗后再进行二次强压拔长，形成如图2所示的形状；
[0041]拔长之后切割底部，以去除钢锭的沉积区中的缺陷；
[0042]切割之后，坯料的高径比h/d彡2 ;
[0043]第三步，三次镦粗；
[0044]将切割之后的坯料进行三次镦粗，使坯料的高度略小于锻件的最终高度，如图3所示；
[0045]第四步，夕卜圆修整；
[0046]对三次镦粗之后的坯料的外圆进行修整，使坯料的外形为八棱柱；
[0047]修整中的变形量尽可能小，使坯料的高度基本不增加；
[0048]本发明在外圆修整过程中，将锻坯外形修整为八棱柱，以保证后续泵壳的成型。
[0049]第五步，形成管嘴；
[0050]采用如图5所示的成型模具，对坯料分多砧沿厚度方向挤压泵壳管嘴，将坯料挤压出管嘴，形成泵壳锻件，如图4所示；
[0051]如图6所示，成型模具包括上砧I和下砧2，上砧I和下砧2的工作面与锻件10的外形相匹配；
[0052]成型模具的厚度远小于坯料的厚度。
[0053]本发明在挤压管嘴的过程中，由于所使用的模具厚度远小于锻件坯料的厚度，通过多砧挤压，能够形成需要的泵壳锻件形状。
[0054]本发明通过第一步至第三步的实施能够使坯料具有足够的锻比并充分锻透金属中心，在后续变形工序不再承担锻透金属的作用；通过第四步至第五步的实施能够使锻件的外形尺寸尽可能的接近零件形状，减少锻件后续机加工量，大大地缩短了制造周期。
[0055]本发明采用自由锻的方式完成泵壳的锻造；首先根据泵壳的外形来确定钢坯的外形和尺寸，使其尽量接近泵壳的外形，并保证有对称的形状；最后通过模具完成泵壳最终成形。
【权利要求】
1.一种第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法，用于形成两端带有管嘴的泵壳锻件，其特征在于，包括以下步骤: 第一步，一次镦粗拔长； 将坯料进行一次镦粗，镦粗后再进行一次强压拔长； 一次镦粗过程中坯料的高径比>I ； 一次强压拔长的拔长比彡2 ； 第二步，二次镦粗拔长； 将坯料进行二次镦粗，镦粗后再进行二次强压拔长； 拔长之后切割底部；切割之后，坯料的高径比h/d < 2 ; 第三步，三次镦粗； 将切割之后的坯料进行三次镦粗，使坯料的高度略小于锻件的最终高度； 第四步，外圆修整； 对三次镦粗之后的坯料的外圆进行修整，使坯料的外形为八棱柱； 第五步，形成管嘴； 采用成型模具，对坯料分多砧沿厚度方向挤压泵壳管嘴，将坯料挤压出管嘴，形成泵壳锻件。
2.根据权利要求1所述的第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法，其特征在于，所述第五步中的成型模具包括上砧和下砧，上砧和下砧的工作面与锻件的外形相匹配。
3.根据权利要求2所述的第三代核电冷却剂泵泵壳的锻造成型方法，其特征在于，所述成型模具中上砧和下砧的厚度远小于坯料的厚度。
【文档编号】B21J5/00GK104338879SQ201310341949
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】乔志洲, 陈永波, 宋雷钧, 凌进, 刘立楠, 王志新 申请人:上海重型机器厂有限公司