百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法

專利名稱：百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法
技術領域：
本發明涉及一種鍛造工藝，具體涉及一種百萬千瓦級核電主管道的鍛 造成型方法。
背景技術：
百萬千瓦級核電技術采用的AP1000先進壓水堆技術屬于第三代核電技 術，其中，反應堆壓力容器、蒸汽發生器和反應堆冷卻劑泵之間通過反應 堆冷卻劑主管道(簡稱主管道)連接，以構成一個反應堆冷卻劑系統的封 閉循環。
其中的主管道需要經過兩道工序才可制造完成，第一步，鍛造，即對 鋼錠進行鍛造成型；第二步，彎管。由于該百萬千瓦級核電技術中所用到 的主管道的制造需要采用鍛件，而不是以往的鑄件，并且其中的主要接管 和彎頭與管子為合成單件產品。但是按照目前現有的鍛造方法，無法制造 出能夠用于百萬千瓦級核電技術的主管道。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種百萬千瓦級核電主管道的鍛造 成型方法，用該方法可以鍛造出用于百萬千瓦級核電的帶有兩個接管的主管道。
為解決上述技術問題，本發明百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法 的技術解決方案為，鍛造過程分為以下步驟a,鐓粗；將鋼錠加熱至1200°C，鐓粗；
b，拔長；將鍛件加熱至1200°C，運用寬砧強壓法拔長，將鍛件截面拔 長成正八角形；
C，單邊號印；在正八角形坯料的一側切四個缺口，在鍛件上分料形成 第一軸肩、第二軸肩，兩個軸肩之間的中間軸頸，兩端的第一軸頸、第二 軸頸；在上述缺口的兩側分別切缺口；
d，分別對兩端及中間部位拔長；將鍛件加熱至1200'C，分別對兩端及 中間拔長，拔長后，第一、第二軸肩保持正八角形截面不變，兩個軸肩之 間的中間軸頸及兩端的軸頸的截面成為圓形；各軸頸的圓形截面的中心偏 離兩個軸肩的正八角形截面中心；
e，最后一火拔長；將鍛件加熱至120(TC，分別將兩個軸肩拔長成為扁 方，并使兩個扁方互成45。角；對中間軸頸及兩端的軸頸分別拔長，使上 述軸頸達到產品規定的尺寸；此步驟在鍛件溫度降至900。C以前完成。
其中所述d步驟拔長后的兩個軸肩、中間軸頸及兩端的軸頸的尺寸留 有>20%的變形量。
所述b步驟拔長后的正八角形的尺寸通過以下方法確定
劃第一中心線，在第一中心線上任選一點作為圓心，按照主管直徑的 尺寸要求劃出主管；
以主管的圓心為頂點，以第一中心線為始邊，分別向兩邊作22.5。的 角，該兩個22.5°角的終邊所在直線分別為兩個接管的軸線；
按照接管直徑、接管長度的尺寸要求，在主管的基礎上劃出接管，確定兩個接管的外頂點；
分別過兩個外頂點劃線，過左頂點的線與水平線成45°角，過右頂點
的線與水平線成135。角；
以所述過兩個外頂點的線以及主管下部的水平切線作為正八角形的三 條邊，以第一中心線作為正八角形的中心線，確定正八角形的中心及尺寸。
本發明可以達到的技術效果是
本發明在鍛造過程采用單邊號印技術，使鍛件在鍛造過程中形成兩邊 不對稱變形，從而能夠形成所需要的偏心軸頸。
通過本發明制造的鍛件，能夠在鍛造過程中在主管道上鍛造形成兩互
成45。角的接管，可保證產品的加工質量，減輕鍛件的重量。并且由于在最
后一火的鍛造過程中，鍛件各尺寸均留有變形量，可保證奧氏體不銹鋼的 晶粒度。
采用本發明制造百萬千瓦級核電主管道，所需鋼錠重量小、成本低、 加工余量小。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
圖1是經過鐓粗后的鍛件形狀；
圖2是經過拔長后的鍛件形狀；
圖3是經過初步單邊號印的鍛件形狀；
圖4是圖3中A-A的剖視圖5是將圖4逆時針旋轉90度后進一步單邊號印后的鍛件缺口的截面形狀；
圖6是進一步單邊號印后的鍛件形狀；
圖7是對兩端及中間部位拔長后的鍛件形狀；
圖8是圖7的側視圖9是第一軸肩的截面示意圖IO是第一軸肩經過最后一火拔長后的截面示意圖； 圖11是第二軸肩的截面示意圖12是第二軸肩經過最后一火拔長后的截面示意圖； 圖13是經過最后一火拔長后的鍛件形狀；
圖14是圖13中的A向視圖15是包含有主管和兩個互成45°接管的正八角形鍛件的鍛件截面示 意圖16是本發明百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法的流程圖。 圖中，l第一軸肩，2第二軸肩，3第一軸頸，4中間軸頸，5第二軸頸， D正八角形兩平行邊之間的距離，dl主管直徑，d2接管直徑，hl接管長度。
具體實施例方式
如圖16所示，本發明g"萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法，采用以 下方法對材料為316LN高級不銹鋼的鋼錠進行鍛壓
1、鐓粗；將鋼錠加熱至120(TC，在水壓機上鐓粗，使其成為圖l所示 的形狀；鐓粗過程中如鍛件溫度降至90(TC以下，將鍛件重新加熱，使鍛件 的溫度始終保持在900 1200。C的范圍內；2、拔長；將鍛件加熱至120(TC，在水壓機上拔長，運用寬砧強壓法，
將鍛件截面拔長成正八角形，使其成為圖2所示的形狀；拔長過程中如鍛
件溫度降至90(TC以下，將鍛件重新加熱，使鍛件的溫度始終保持在900 120(TC的范圍內;
經過該工序，鍛件截面成為正八角形，這種正八角形的坯料內包含了 主管及兩個互成45。的接管，如圖15所示，對該正八角形的坯料進行進一 步鍛造，可將該正八角形坯料直接鍛造成為帶有兩個扁方的主管道，再將 扁方加工成為接管。
該正八角形的坯料尺寸D的確定方法如下根據產品的尺寸要求，確 定主管直徑dl、接管直徑d2、接管長度hl的尺寸；如圖15，先劃中心線 1，在中心線1上按照主管直徑dl的尺寸要求劃出主管，再以主管的圓心 為頂點，以中心線l為始邊，分別向兩邊作22.5。的角，該兩個22.5°角 的終邊所在直線即為中心線2和中心線3，中心線2和中心線3為兩個接管 的軸線；按照接管直徑d2、接管長度hl的尺寸要求，在主管的基礎上劃出 接管，即可確定兩個接管的外頂點A、 B;分別過點A、 B劃線a、 b，線a 與水平線成45。角，線b與水平線成135。角；以線a、 b以及主管下部的 水平切線c作為正八角形的三條邊，以中心線1作為正八角形的中心線， 即可確定正八角形的中心及尺寸D。主管圓心與正八角形中心之間的距離 h2即為此偏心軸鍛件的偏心距離。 通過此方法所確定的正八角形包含了主管和兩個互成45°的接管，此 方法得出的正八角形的尺寸D最小、最合理、鍛件重量最輕。3、 單邊號印；如圖3所示，通過單邊號印，在正八角形坯料的一側切 四個缺口，在鍛件上分料形成五個部分第一軸肩l、第二軸肩2，兩個軸 肩之間的中間軸頸4，以及兩端的第一軸頸3、第二軸頸5 (此時的軸肩l、
2及軸頸3、 4、 5還未成型，只是各部分的坯料)；并使缺口處的截面成為
圖4所示的形狀；
如圖5所示，在上述缺口的兩側分別切缺口，使缺口處的截面成為圖6 所示的形狀；
單邊號印后，鍛件在繼續鍛壓的過程中的變形是兩邊不對稱的，從而 形成偏心的軸頸；
4、 分別對兩端及中間部位拔長；將鍛件加熱至120(TC，分別對兩端及 中間拔長，使其成為圖7所示的形狀，拔長后，第一軸肩l、第二軸肩2保 持正八角形截面不變，兩個軸肩l、 2之間的中間軸頸4及兩端的軸頸3、 5 的截面成為圓形；由于在此過程中鍛件為兩邊不對稱變形，中間軸頸4及 軸頸3、 5的圓形截面的中心偏離兩個軸肩1、 2的正八角形截面中心，如 圖8所示。拔長過程中如鍛件溫度降至90(TC以下，將鍛件重新加熱，使鍛 件的溫度始終保持在900 120(TC的范圍內。
此拔長過程需控制拔長量，拔長后的軸肩l、 2及軸頸3、 4、 5的尺寸 均留有>20%的變形量，以便為最后一火做準備。為最后一火準備的變形量 可保證鍛造成型的產品得到良好的晶粒度。
5、 最后一火拔長；將鍛件加熱至120CTC，分別將兩個軸肩1、 2拔長 成為扁方，并使兩個扁方互成45。角；即將第一軸肩1按圖9所示的角度拔長成為圖10所示的扁方，將第二軸肩2按圖11所示的角度拔長成為圖 12所示的扁方。對軸頸3、 4、 5分別拔長，使軸頸3、 4、 5達到產品規定 的尺寸。此步驟在鍛件溫度降至900°C以前完成。兩個互成45°角的扁方分別包 含接管，如圖13、圖14所示，圖14中雙點劃線所示圖形為主管與接管的 結合體。
權利要求
1、一種百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法，其特征在于鍛造過程分為以下步驟a，鐓粗；將鋼錠加熱至1200℃，鐓粗；b，拔長；將鍛件加熱至1200℃，運用寬砧強壓法拔長，將鍛件截面拔長成正八角形；c，單邊號印；在正八角形坯料的一側切四個缺口，在鍛件上分料形成第一軸肩、第二軸肩，兩個軸肩之間的中間軸頸，兩端的第一軸頸、第二軸頸；在上述缺口的兩側分別切缺口；d，分別對兩端及中間部位拔長；將鍛件加熱至1200℃，分別對兩端及中間拔長，拔長后，第一、第二軸肩保持正八角形截面不變，兩個軸肩之間的中間軸頸及兩端的軸頸的截面成為圓形；各軸頸的圓形截面的中心偏離兩個軸肩的正八角形截面中心；e，最后一火拔長；將鍛件加熱至1200℃，分別將兩個軸肩拔長成為扁方，并使兩個扁方互成45°角；對中間軸頸及兩端的軸頸分別拔長，使上述軸頸達到產品規定的尺寸；此步驟在鍛件溫度降至900℃以前完成。
2、 根據權利要求l所述的百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法，其 特征在于所述d步驟拔長后的兩個軸肩、中間軸頸及兩端的軸頸的尺寸 留有>20%的變形量。
3、 根據權利要求l所述的百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法，其 特征在于所述b步驟拔長后的正八角形的尺寸通過以下方法確定劃第一中心線，在第一中心線上任選一點作為圓心，按照主管直徑的尺寸要求劃出主管；以主管的圓心為頂點，以第一中心線為始邊，分別向兩邊作22.5。的 角，該兩個22.5°角的終邊所在直線分別為兩個接管的軸線；按照接管直徑、接管長度的尺寸要求，在主管的基礎上劃出接管，確 定兩個接管的外頂點；分別過兩個外頂點劃線，過左頂點的線與水平線成45°角，過右頂點 的線與水平線成135。角；以所述過兩個外頂點的線以及主管下部的水平切線作為正八角形的三 條邊，以第一中心線作為正八角形的中心線，確定正八角形的中心及尺寸。
全文摘要
本發明公開了一種百萬千瓦級核電主管道的鍛造成型方法，其鍛造過程分為以下步驟a.鐓粗；b.拔長；c.單邊號印；d.分別對兩端及中間部位拔長；e.最后一火拔長。本發明在鍛造過程采用單邊號印技術，使鍛件在鍛造過程中形成兩邊不對稱變形，從而能夠形成所需要的偏心軸頸。通過本發明制造的鍛件，能夠在鍛造過程中在主管道上鍛造形成兩互成45°角的接管，可保證產品的加工質量，減輕鍛件的重量。并且由于在最后一火的鍛造過程中，鍛件各尺寸均留有變形量，可保證奧氏體不銹鋼的晶粒度。采用本發明制造百萬千瓦級核電主管道，所需鋼錠重量小、成本低、加工余量小。
文檔編號B25H7/00GK101670416SQ200810043768
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月9日 優先權日2008年9月9日
發明者周光明, 胡朝備, 民 許, 謝培德 申請人:上海重型機器鍛件廠;上海重型機器廠有限公司