專利名稱:放射性物質存儲容器、放射性物質存儲容器的制造裝置及制造方法
技術領域:
本發明涉及收容、運送、儲存例如使用后核燃料集合體或被放射線污染的物質的重屏蔽容器那樣的厚壁容器,特別涉及筒身部和底部一體成形的厚壁容器、作為大型壓力機的液壓缸使用的厚壁筒狀物、收容被放射線污染的物質的罐。并且涉及制造省時省事、端面形狀好的容器、筒狀物及其制造裝置、制造方法。
背景技術:
用于收容、運送、暫時儲存原子爐產生的使用后核燃料的重屏蔽容器、或大型壓力機所用的液壓缸等,采用筒高度和直徑達數米的容器。這些容器,從屏蔽γ射線、耐高壓等的要求考慮,有些容器的壁厚達數十厘米。下面,以收容、運送、暫時儲存使用后核燃料的重屏蔽容器為例,說明用于這些用途的已往容器。
圖29是表示已往的重屏蔽容器一例的斷面圖。該重屏蔽容器500,由不銹鋼或碳素鋼制的筒身部501a和底部501b形成容器501。由筐502和中子屏蔽體503構成。筐502配置在容器501內,用于收容使用后的核燃料集合體。中子屏蔽體503設在容器501的外周。中子屏蔽體503充填在外筒504與容器501之間的空間內,在容器501與外筒504之間,設有多個傳熱翅片(圖未示)。筐502是采用添加了硼的材料,該硼具有中子吸收能。
在上述容器501上,用TIG焊接(tungsten-inert gas welding)或SAW焊接(submerged-are welding)焊接著不銹鋼制或碳素鋼制的底板501b。在該底板501b中封入了中子屏蔽材506。另外,在容器501的上部用螺栓安裝著一次蓋507和二次蓋508。在二次蓋508內封入了中子屏蔽材509。
使用后燃料集合體產生的γ射線被筒部501a、底板501b、一次蓋507和二次蓋508屏蔽。另外,中子被設在容器501外周的中子屏蔽材503、封入在底板501b及二次蓋508內的中子屏蔽材506、二次蓋508屏蔽。使用后燃料集合體的衰變熱,從容器501通過傳熱翅片傳遞到外筒504,再從外筒504散到外部。
下面,說明已往制造圖29所示重屏蔽容器的有底容器的方法。圖30是表示制造圖29所示重屏蔽容器的有底容器方法一例的說明圖。首先,如圖(a)所示,把鍛拉成預定尺寸的金屬坯61安裝在帶孔的砧座62上,用沖頭63進行打孔。接著,如圖(b)~(c)所示,將心軸65穿過金屬坯61的孔64,一邊旋轉一邊用錘子66將上述孔64擴開。接著,如圖(d)所示,更換為大徑的心軸67,用錘子68進行中空鍛拉成形。這樣,金屬坯61變薄,成形為圓筒狀的筒(圖(e))。
圖31是表示用愛氏沖管法制造有底容器的方法的說明圖。該方法,是把沖頭410推入已壓入成形用模體內的金屬坯200,將金屬坯200成形為圓筒的方法,該金屬坯200的斷面形狀是矩形,其對角線長度等于成形用模體的筒部300的內徑。另外,由于金屬坯200的斷面形狀是矩形,所以,在金屬坯200與成形用模體之間存在著空間350(圖(a′))。把金屬坯200裝入成形用模體的筒部300,把沖頭410推入該金屬坯200的中心時,因沖頭410的金屬脹壓作用而引起金屬塑性流動。該金屬塑性流動,一邊充滿空間350,其中的一部分一邊在成形用模體的筒部300內上升,金屬坯200被成形為圓筒形狀(圖(b))。
另外,也可以用后方壓力加工法(圖未示)制造上述的重屏蔽容器的有底容器。該后方壓力加工法是,把與成形用模體的內徑略相等的圓形斷面金屬坯裝入該成形用模體內后,借助沿著金屬坯的中心線擠壓的沖頭的壓縮力,在沖頭與成形用模體之間引起金屬塑性流動。使該金屬一邊朝后上方上升,一邊將金屬坯成形為長圓筒狀。
用上述任一種方法,成形了圓筒狀的筒部501a后,將底板501b焊接在其下部。另外,為了除去該焊接產生的熱應力,要對整個容器501進行熱處理。
但是,上述已往的重屏蔽容器500中,為了形成有底容器,是把底板501b用焊接接合在圓筒狀的筒部501a上,所以,在焊接后要進行熱處理。因此,制造費時費事。另外,在愛氏沖管法中,如圖31所示,在空間350內上升的金屬前端部分的溫度下降,產生擦痕或波形形狀的缺陷。另外,如該圖所示,在圓筒端部,必然產生形狀不良部(該圖(b)),所以,必須要一定量地切除該部分,大幅度降低材料利用率。
另外,后方擠壓加工法中,在成形用模體與金屬坯之間,一邊產生高摩擦力,一邊將金屬坯成形。因此,在金屬坯的表面產生麻點或條狀疵點等的缺陷,其修整作業很費時間。
另外,無論是愛氏沖管法還是后方擠壓加工法,當被成形的容器尺寸及壁厚大時,加壓所需的壓力極大。因此,用這些方法很難制造尺寸及壁厚大的容器。為此,本發明是鑒于上述問題而作出的,其目的是提供一種制造不費事的容器,提供一種可抑制圓筒端面和表面上產生缺陷的容器。
發明內容
概要本發明的放射性物質存儲容器,其特征在于,具有厚壁的有底容器,該厚壁的有底容器,是通過在成形用模體中將金屬坯熱擴張,將底部和筒部一體地成形。
下一個發明的放射性物質存儲容器,其特征在于,具有厚壁的有底容器,該厚壁的有底容器,是通過在成形用模體內將金屬坯熱擴張,加工了筒部后,在該筒部的一端側留下未沖穿的部分,將該部分作為底部,將該底部與上述筒部一體成形。
上述放射性物質存儲容器,由于采用底部和筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉焊接后的熱處理。另外,由于上述有底容器是用熱擴張成形的,所以,與后方熱擠壓成形相比,所需的加壓壓力小。另外,在熱壓加工或鐓鍛深沖成形時,可將公知的沖壓加工、深沖加工組合起來進行,并不限定于下面說明的加工方法。另外,本發明的放射性物質存儲容器,除了能收容使用后核燃料外,也能收容被放射線污染的物質等。
上述放射性物質存儲容器所備有的有底空器,包含運送、儲存使用后核燃料的重屏蔽容器所用的容器那樣的、壁厚相對于半徑大的所謂厚壁容器。這里所說的厚壁容器,是指外半徑R0與內半徑Ri的差、即壁厚t=R0-Ri與平均半徑R=(R0-Ri)/2的比(t/R)>1/10的容器。另外,如果容器的斷面形狀不是圓形時,在外半徑R0、內半徑Ri以及平均半徑的計算中,也可使用等價直徑de=s/π。式中,s是斷面的周長,當是邊長為a的正方形時,s=4×a。
另外,該發明的有底容器,以及上述厚壁容器,如軸方向長度達數米的、收容使用后核燃料的重屏蔽容器那樣,適用于軸方向長度L與內徑Di的比(L/Di)為1以上的容器。另外,本發明也適用于作為放射性物質存儲容器的罐。另外,當(L/Di)小于1時,并不是沒有效果,只是(L/Di)越大于1,該發明的效果越顯著。
下一個發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器中,其特征在于,上述金屬坯的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,上述成形用模體的、垂直于軸方向的斷面內形狀是圓形。
該放射性物質存儲容器,由于采用底部與筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板。另外,上述有底容器,是把垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯,裝入垂直于軸方向的斷面內形狀為圓形的成形用模體內,進行熱擴張成形。在其成形過程中,借助將多角形的各邊彎曲的作用被擴張成形,所以,可用比已往小的加壓壓力成形底部與筒部成一體的有底容器。
下一個發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器中,其特征在于,上述金屬坯的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,上述成形用模體的、垂直于軸方向的斷面內形狀是多角形。
該放射性物質存儲容器,由于采用底部與筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板。另外,上述有底容器,是把垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入垂直于軸方向的斷面內形狀為多角形的成形用模體內,進行熱擴張成形。在其成形過程中,借助將多角形的各邊彎曲的作用被擴張成形,所以,可用比已往小的加壓壓力成形底部與筒部成一體的有底容器。另外,通過改變成形用模體的內形,可容易地成形具有與各種放射性物質存儲容器對應的外形的有底容器。
下一個發明的放射性物質存儲容器,其特征在于,具有有底容器,該有底容器收容使用后核燃料集合體的筐,該有底容器通過在成形用模體中熱擴張成形,將底部和筒部一體成形。這里,上述的筐例如是將方管集中起來而構成的,其垂直于軸方向的斷面形狀,與
圖15(d)所示有底容器的斷面內形狀相同。其外徑為2~2.5米。
該放射性物質存儲容器,由于采用收容使用后核燃料集合體的、厚壁及軸方向尺寸達數米、內徑達2~2.5米的有底容器,所以不象已往那樣要焊接底板,可省略焊接后的熱處理。另外,對于厚壁且軸方向尺寸達數米、內徑達2~2.5米的該有底容器,省略上述工序的效果極大。
要成形這樣大小的容器時,本發明的有底容器,與采用焊接底板的已往容器相比,其制造速度可加快一個月。該時間差是由于節省了焊接本身的時間和焊接后熱處理及其漸冷所要的時間。本發明的有底容器,不需要這些處理,所以可大幅度縮短制造時間。
下一個發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器中,其特征在于,上述沖孔沖頭的斷面尺寸形狀近似于使用后核燃料集合體的筐的斷面。
該放射性物質存儲容器,由于沖孔沖頭的斷面尺寸形狀近似于收容在容器內部的使用后核燃料集合體的筐的斷面,所以,熱擴張成形后,切削容器內部的作業容易,制造省時省事。這里所說的“沖孔沖頭的斷面尺寸形狀近似于使用后核燃料集合體的筐的斷面”,是指沖孔沖頭的斷面尺寸形狀大致等于使用后核燃料集合體的筐的尺寸形狀與被成形有底容器內部的切削余量的差。本發明的沖孔沖頭,可采用圖27(c)及(d)所示那樣的沖孔沖頭27c或27d。另外,上述筐的斷面形狀,與圖15(c)及(d)所示有底容器的斷面內形狀相同,本發明的沖孔沖頭的斷面形狀,可與這些形狀近似。另外,當使用后核燃料集合體的筐的斷面形狀為圖15(d)所示有底容器的斷面內形狀時,切削圖(c)所示斷面內形狀的有底容器內部,成形為圖(d)所示的斷面內形狀。這時,成形圖(c)所示斷面內形狀的沖孔沖頭的斷面尺寸形狀也近似于上述筐的斷面。
下一個發明的放射性物質存儲容器,其特征在于,具有有底容器,該有底容器通過在成形用模體內熱擴張成形,將底部和筒部一體成形,把放射性物質收容在該有底容器內時,筒部側面略中央部的外壁表面的γ射線的線量當量率在200μsv/h以下。
該放射性物質收容器所使用的有底容器,由于運送、儲存使用后核燃料,所以,要求具有屏蔽使用后核燃料放出的γ射線的功能。放射性物質存儲容器的側面略中央部外壁表面的γ射線的線量當量率越小越好,但只要在2000μsv/h以下,根據“核燃料物質等的工廠或事業所外的運送規則(昭和53年12月28日,總理府令第57號)(最后修改是平成2年11月28日、總理府令第56號)”、“核燃料物質等的工廠或事業所外的運送技術標準細則等(昭和53年12月28日、科學技術廳告示第11號)(最后修改是平成2年11月28日、科學技術廳告示第5號)”以及“使用后燃料的干式重屏蔽容器儲存的技術研究(平成4年7月、資源能量廳)”的規定,可適合于運送、儲存。本發明的放射性物質存儲容器所用的有底容器,作為更考慮了安全性的容器,把該有底容器用不銹鋼或碳素鋼等制成為壁厚達數十cm的厚壁容器,可將上述線量當量率下降到2000μsv/h的1/10。
該放射性物質存儲容器,由于厚壁容器的筒部和底部一體成形,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉焊接后的熱處理工序。對于該厚壁的有底容器,省略上述工序的效果極大。
下一個發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器中,其特征在于,上述有底容器,其外徑為1000mm以上、3000mm以下,其壁厚為150mm以上、300mm以下。
該放射性物質存儲容器,由于采用底部與筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉焊接后的熱處理工序。尤其對于厚壁的有底容器,省略上述工序的效果更大。
下一個發明的放射性物質存儲容器,其特征在于,具有有底容器,該有底容器是這樣成形的把至少在加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,將底部和筒部一體成形。
該放射性物質存儲容器中,備有底部和筒部一體成形的有底容器。通過采用這樣的有底容器,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉焊接后的熱處理工序。另外,該有底容器可用比已往小的加壓壓力成形,另外,由于金屬朝成形用模體軸方向的移動最小,所以,在端部和表面產生的缺陷少。這樣,成形后可減少修整這些缺陷的工作量。
該放射性物質存儲容器備有的有底容器,像軸方向長度達數米的、收容使用后核燃料的重屏蔽容器那樣地適用于軸方向長度L與內徑Di之比(L/Di)為1以上的容器。如果采用已往的熱壓加工法制造這種軸方向長度大且壁厚的有底容器,需要數萬噸的加壓壓力,并且,在成形后的有底容器上,在端部和表面上產生很多缺陷。因此,已往是用輥壓鍛造法等卷制成厚壁的圓筒,再把底板焊接在該圓筒上,制成厚壁容器。
而本發明的有底容器,只要用一次加工,就可成形收容使用后核燃料集合體的、軸方向長度大且壁厚的有底容器。另外,其加壓壓力僅需一萬噸,因此,可使用現有的大型壓力機,并且在容器的端部和表面幾乎不產生缺陷,幾乎不必進行成形后的修整。
另外,不是上述容器那樣大尺寸的容器時,即使用熱壓成形法制作(t/R)超過1/10的厚壁容器時,加壓壓力也不需要那樣大。但是,成形后的容器上,在端部和表面產生很多缺陷。因此,用熱壓成形法很難成形這樣的容器,但本發明的有底容器,可用一次加工成形(t/R)超過1/10的厚壁容器,并且端部和表面幾乎不產生缺陷。
下一個發明的放射性物質存儲容器,其特征在于,備有有底容器、中子屏蔽材和蓋;上述有底容器的底部和筒部用熱加壓一體成形,屏蔽從使用后燃料等的放射性物質產生的γ射線;上述中子屏蔽材配置在該有底容器的周圍,屏蔽從放射性物質產生的中子;上述蓋將有底容器的開口封閉。
下一個發明的放射性物質存儲容器,其特征在于,備有有底容器和中子屏蔽材;上述有底容器的有底筒部內,收容使用后燃料等放射性物質,屏蔽該放射性物質產生的γ射線;上述中子屏蔽材配置在該有底容器的周圍,屏蔽放射性物質產生的中子;將金屬坯加熱,通過鐓鍛深沖成形,將上述底部和筒部一體成形。
該放射性物質存儲容器中,具有底部和筒部為一體的有底容器,由于采用該有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉焊接后的熱處理工序。在熱壓加工和鐓鍛深沖成形時,可將公知的沖壓加工、深沖加工組合進行,不限定于下面說明的加工方法。另外,該放射性物質存儲容器,除了能收容使用后的燃料外,也可收容被放射線污染的物質。
下一個發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器中,其特征在于,在上述有底容器的成形時,在底部一體地成形了锪孔部。
該放射性物質存儲容器,在金屬坯被熱擴張成形的同時,在底部也設置锪孔部。在重屏蔽容器中,為了使底部備有中子吸收材,在容器的底部安設置锪孔部。已往,是通過切削加工、或把預先設有锪孔部的底板焊接在筒部上,這樣設置锪孔部,所以制造費時費事。而該有底容器中,由于在熱擴張成形時也一體地設置锪孔部,所以,可省略掉另外設置锪孔部的工序。
下一個發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器中,其特征在于,在上述有底容器的筒部一體地設有法蘭。
已往的放射性物質存儲容器中,是另外制造法蘭,再焊接到筒部上,所以,要進行焊接后的熱處理等,制造比較麻煩。另外,放射性物質存儲容器,容器本身要求具有密閉性和強度,所以,焊接部也要求高質量。根據本發明的有底容器,由于將法蘭與筒體一體成形,所以,可省略焊接及焊接后的熱處理,并且也確保容器本身的密閉性和強度。
下一個發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器,其特征在于,上述有底容器,其垂直于軸方向的外側斷面或內側斷面之中的至少一方是多角形。
由于在作為放射性物質存儲容器的重屏蔽容器所用的有底容器內收容著筐,所以,有底容器的內側斷面形狀最好成形為與筐吻合的形狀。已往,是把有底容器的內側斷面形狀成形為圓形后,用切削加工等,成形為與筐吻合的形狀。本發明的放射性物質存儲容器,由于是在將有底容器擴張成形時,將容器的內側斷面形狀成形為與筐吻合的形狀,所以,可省略掉已往所必需的上述切削工序。另外,筒部的多角形內側斷面,除了三角形、四角形等多角形外,也可以是圖15(c)及(d)所示那樣的形狀,這些形狀也包含在這里說明的多角形中。下同。
下一個發明熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,其至少加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形。
該熱擴張成形用金屬坯,由于至少加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,所以,在熱擴張成形時,借助使多角形各邊彎曲的作用,將金屬坯往成形用模體內壁側擴張成形。在熱擴張成形時,由于金屬擴張到加壓方向前方側與成形用模體筒部之間的空間內,所以,可抑制金屬朝加壓方向相反側流動。借助這些作用,該熱擴張成形用金屬坯,與已往相比,可用已往數分之一的加壓壓力,成形軸方向長度與直徑之比為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產生的缺陷。
下一個發明的熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方,至少備有一個平面。
該熱擴張成形用金屬坯,在側面備有至少一個平面,借助把該平面往成形用模體內壁側彎曲的作用,被擴張成形。所以,熱擴張成形時所需的加壓壓力,比側面為曲面時小。因此,可以用比已往小的加壓壓力,成形軸方向長度大的厚壁容器。另外,與側面為曲面時相比,也可減少裂縫等的內部缺陷。
下一個發明的熱擴張成形用金屬坯,是在上述熱擴張成形用金屬坯中,其特征在于,上述金屬坯的加壓方向前方側設計成為朝著加壓方向變細的錐形。
下一個發明的熱擴張成形用金屬坯,是在上述熱擴張成形用金屬坯中,其特征在于,上述金屬坯的加壓方向前方側,朝著加壓方向階段性變細地設有至少一個以上的臺階部。
上述熱擴張成形用金屬坯,在熱擴張成形的最終階段,可延遲加壓方向前方側的金屬充滿底部周邊的時間,所以,可抑制金屬坯的鐓粗。結果,可減小熱擴張成形時的加壓壓力。
下一個發明的熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,在側面備有至少一個平面;并且,在加壓方向后方側的端部備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
該熱擴張成形用金屬坯,由于在加壓方向后方側的端部備有伸出部,該伸出部,在熱擴張成形時,將金屬坯與成形用模體端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的金屬坯的鐓粗。另外,由于在側面備有至少一個平面,所以,也產生使該平面彎曲的作用和抑制金屬流動的作用。因此,借助它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側。因此,在移至熱擴張成形工序之前,不需要在成形用模體的筒部上、在加壓方向后方側形成伸出部的工序。因此,可以使容器的制造工序簡單化。另外,該金屬坯的斷面形狀沿軸方向是一定的。
下一個發明的熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形;并且,在加壓方向后方側備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
該熱擴張成形用金屬坯,由于在加壓方向后方側備有伸出部,該伸出部在熱擴張成形時,把金屬坯與成形用模體端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的金屬坯的鐓粗。另外,由于至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,所以,也產生使該平面彎曲的作用和抑制金屬流動的作用。因此,借助它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側。因此,在移至熱擴張成形工序之前,不需要在成形用模體的筒部上、在加壓方向后方側形成伸出部的工序。可以使容器的制造工序簡單化。
下一個發明的熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形;并且,加壓方向前方側朝著加壓方向階段性變細地設有至少一個以上的臺階部;另外,在加壓方向后方側備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
該熱擴張成形用金屬坯,由于在加壓方向后方側備有伸出部,該伸出部在熱擴張成形時,把金屬坯與成形用模體端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,所以,也產生使該多角形斷面的各邊彎曲的作用和抑制金屬流動的作用。另外,由于加壓方向前方側,朝著加壓方向階段地變細,所以,可延遲金屬充滿成形用模體底部的時間。因此,借助它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側。因此,在移至熱擴張成形工序之前,不需要在成形用模體的筒部上、在加壓方向后方側形成伸出部的工序。可以使容器的制造工序簡單化。另外,由于加壓前方側階段地變細,所以比較容易成形。
下一個發明的熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方備有至少一個平面;并且,加壓方向前方側,朝著加壓方向階段性變細地設有至少一個以上的臺階部;另外,在加壓方向后方側,備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
該熱擴張成形用金屬坯,由于在加壓方向后方側備有伸出部,該伸出部在熱擴張成形時,把金屬坯與成形用模體端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于金屬坯的側面的至少一方,備有至少一個平面,所以,也產生使該平面彎曲的作用和抑制金屬流動的作用。另外,由于加壓方向前方側朝著加壓方向階段地變細,所以,可延遲金屬充滿成形用模體底部的時間。因此,借助它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側。因此,在移至熱擴張成形工序之前,不需要在成形用模體的筒部上、在加壓方向后方側形成伸出部的工序。可以使容器的制造工序簡單化。另外,由于加壓前方側階段地變細,所以比較容易成形。
下一個發明的容器,其特征在于,將金屬坯在成形用模體內熱擴張,將底部和筒部一體地成形,成為厚壁的有底容器。
下一個發明的容器,其特征在于,將金屬坯在成形用模體內熱擴張,加工了筒部后,在該筒部的一端側留下不沖穿的部分,將該部分作為底部,從而將該底部與上述筒部一體成形。
上述發明的容器,由于采用底部和筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉其后的熱處理。另外,由于上述有底容器是用熱擴張成形的,所以,與后方熱擠壓成形法等相比,所需的加壓壓力小。另外,在熱壓加工或鐓鍛深沖成形時,可將公知的沖壓加工、深沖加工組合起來進行,并不限定于下面說明的加工方法。
另外,上述容器包含大型壓力機用的液壓缸體等、壁厚相對于半徑大的、所謂厚壁容器。這里所說的厚壁容器,是指外半徑R0與內半徑Ri的差、即壁厚t=R0-Ri與平均半徑R=(R0-Ri)/2的比(t/R)>1/10的容器。另外,如果容器的斷面形狀不是圓形時,在外半徑R0、內半徑Ri以及平均半徑的計算中,也可使用等價直徑de=s/π。式中,s是斷面的周長,當是邊長為a的正方形時,s=4×a。
該發明的容器,以及上述厚壁容器,適用于軸方向長度L與內徑Di的比(L/Di)為1以上的容器。作為本發明的容器,也包含如壓力容器即鍋爐那樣的、比較薄壁的容器。另外,本發明的容器,也包含化學設備用容器、石油精煉設備用反應器容器、氨合成槽、熱交換器用容器、鍋爐等的壓力容器、收容水力發電用水輪機的大型旋轉機器用殼體、用于潛水艦或潛水艇的船身等的容器。
下一個發明的容器,是在上述容器,其特征在于,上述金屬坯的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,并且上述成形用模體的垂直于軸方向的斷面內形狀是圓形。
該容器,由于采用底部和筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板。另外,上述有底容器,是把垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入垂直于軸方向的斷面內形狀為圓形的成形用模體內,熱擴張成形的。在其成形過程中,借助使多角形斷面的一邊彎曲的作用,金屬坯被擴張成形,所以,可用比已往小的加壓壓力成形有底容器。
下一個發明的容器,是在上述容器中,其特征在于,上述金屬坯的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形;上述成形用模體的垂直于軸方向的斷面內形狀是多角形。
該容器,由于采用底部和筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板。另外,上述有底容器是把垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入垂直于軸方向的斷面內形狀為多角形的成形用模體內,熱擴張成形的。在其成形過程中,借助使多角邊形的各邊彎曲的作用,金屬坯被擴張成形,所以,可用比已往小的加壓壓力成形底部與筒部為一體的有底容器。另外,通過改變成形用模體的內徑,可得到具有與用途相應的外形的有底容器。
下一個發明的容器,是在上述容器中,其特征在于,上述有底容器,其外徑為200mm以上、4000mm以下,其壁厚為20mm以上、400mm以下。
該容器,由于采用底部和筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉焊接后的熱處理。對于厚壁的有底容器,省略上述工序的效果更大。
下一個發明的容器,其特征在于,該容器是這樣成形的把至少在加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體內,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,將底部和筒部一體成形。
該容器是厚壁容器,包含無底的筒狀物、和底部與筒部一體成形的有底容器二者。為厚壁有底容器時,不象已往那樣要焊接底板,可省略掉焊接后的熱處理。另外,所需的加壓壓力也比已往少,即使是大型壓力機液壓缸等用的容器那樣、壁厚且軸方向尺寸達數米的容器,也可用現有的設備制造。另外,該容器的端部和表面產生的缺陷少,所以,成形后修整這些缺陷的工作量也少。
下一個發明的容器,是在上述容器中,其特征在于,上述有底容器,其筒部的外側斷面或內側斷面之中的至少一方是多角形。
作為放射性物質存儲容器的重屏蔽容器中使用的有底容器,由于收容著筐,所以,有底容器的內側斷面形狀最好成形為與筐吻合的形狀。已往,是把有底容器的內側斷面形狀成形為圓形后,再用切削加工等,成形為與筐吻合的形狀。而該容器,是在將有底容器擴張成形時,將容器的內側斷面形狀成形為與筐吻合的形狀,所以,可省略已往所必需的上述切削工序。
下一個發明的有底容器制造裝置,其特征在于,備有成形用模體和沖孔沖頭;上述成形用模體,至少備有模體筒部和模體底部,上述模體筒部和模體底部,在模體筒部的軸方向可相對移動;上述沖孔沖頭,安裝在壓力加工機上,對裝入在成形用模體內的熱擴張成形用金屬坯加壓。
該有底容器的制造裝置,備有底部和筒部可相對移動的成形用模體。因此,在熱擴張成形時,金屬坯在成形用模體的筒部內朝加壓方向相反側移動時,成形用模體的筒部與金屬坯一起朝加壓方向相反側移動。即,成形用模體的筒部和被成形金屬坯,幾乎不相對移動,所以,可抑制熱擴張成形時的加壓壓力增加。
下一個發明的有底容器制造裝置,其特征在于,備有成形用模體和沖孔沖頭;上述成形用模體,至少備有在軸方向被分割的模體筒部和模體底部,上述模體筒部和模體底部,在模體筒部的軸方向可相對移動;上述沖孔沖頭,安裝在壓力加工機上,對裝入在成形用模體內的熱擴張成形用金屬坯加壓。
該有底容器制造裝置中,由于成形用模體的筒部沿其整個軸方向延伸,所以,即使在成形軸方向長度大的金屬坯時,也能由整個成形用模體吸收熱擴張成形時金屬坯相對于軸方向的變形。因此,在成形軸方向長度大的容器時,也能抑制加壓壓力的增加。
下一個發明的放射性物質存儲容器的制造方法,其特征在于,備有外側切削工序和內部切削工序;在外側切削工序,使通過熱擴張將底部和筒部一體成形的筒狀有底容器沿周方向旋轉,用工具切削其外周;在內部切削工序,切削有底容器的內部,使其形狀與收容使用后燃料集合體的筐外周形狀的至少一部分吻合。
該放射性物質存儲容器的制造方法,對底部和筒部成形為一體的有底容器的外側進行切削加工,并且,把內部切削加工成臺階狀,設置使用后燃料集合體的筐的收容部位,或者,切削加工內部,制成放射性物質存儲容器。
下一個發明的放射性物質存儲容器的制造方法,其特征在于,備有熱擴張成形工序和內部切削工序;在熱擴張成形工序,使底部和筒部一體地、熱擴張成形有底容器;在內部切削工序,切削上述有底容器的內部,使其形狀與收容使用后燃料集合體的筐外周形狀的至少一部分吻合。
該放射性物質存儲容器的制造方法,用熱擴張成形,成形底部與筒部為一體的有底容器,切削加工該有底容器的外側,并將內部切削加工成臺階狀,設置使用后燃料集合體的筐的收容部位,或者,切削加工內部,制成放射性物質存儲容器。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序和擴張成形工序;在裝入工序,把側面至少備有一個平面的金屬坯與成形用模體內壁留有間隙地裝入成形用模體內;在擴張成形工序,把沖孔沖頭推入金屬坯內,將其平面朝內壁側彎曲,將金屬坯擴張成形。
該容器的制造方法中,借助使金屬坯側面的平面彎曲的作用,將金屬坯朝著成形用模體的內壁側擴張。另外,由于金屬坯擴張到金屬坯與成形用模體內壁間的空間內,所以,可抑制金屬坯的鐓鍛現象。借助這些作用,在該容器的制造方法中,所需的加壓壓力比已往小,并且,可抑制成形后的容器端部和表面上產生的缺陷。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序和擴張成形工序;在裝入工序,把金屬坯與成形用模體內壁留有間隙地裝入成形用模體內,該金屬坯,其側面至少備有一個平面,并且在加壓后方側的端部備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部;在擴張成形工序,把沖孔沖頭推入上述金屬坯中,將其平面朝內壁側彎曲,將金屬坯熱擴張成形。
該容器的制造方法中,由于采用在加壓方向后方側備有伸出部(該伸出部與成形用模體的入口端部接合)的金屬坯,所以,該伸出部在熱擴張成形時把金屬坯與成形用模體端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制金屬坯的鐓鍛。另外,由于側面備有至少一個平面,所以也產生使該平面彎曲的作用和抑制金屬朝加壓方向相反側流動的作用。因此,借助它們的相互作用,可減小加壓壓力,也可抑制端面形狀的劣化。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體內;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯內,將該金屬坯熱擴張成形。
該容器的制造方法中,在加壓方向前方側,由于金屬坯朝著加壓方向前方側與成形用模體之間的空間擴張,所以,可抑制金屬朝加壓方向相反側流動,因而可抑制金屬坯的鐓鍛現象。因此,該容器的制造方法中,所需的加壓壓力比已往小,并且,也可抑制成形后在容器端部和表面產生的缺陷。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,把加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方,備有至少一個平面的金屬坯,裝入成形用模體內;將沖孔沖頭推入上述金屬坯中,將該金屬坯熱擴張成形。
該容器的制造方法中,由于將側面備有至少一個平面的金屬坯熱擴張成形,所以,熱擴張成形時所需的力比側面為曲面時小。因此,與已往的容器制造方法相比,所需的加壓壓力小,并且也可減少裂縫等的內部缺陷。
下一個發明的厚金屬制圓筒物或圓筒容器的熱壓成形法,其特征在于,把異徑斷面形狀的無接縫金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入成形用模體內,然后,用沖頭一邊在該無接縫金屬坯中心沖孔,一邊加壓加工;上述無接縫金屬坯,其加壓方向前方側是具有小于成形用模體的內徑的外徑或對角線長度的外徑的斷面形狀的構件、或者是具有等于成形用模體的內徑的對角線長度的外徑的斷面形狀的構件;其后方側是斷面具有與成形用模體相同的外徑或對角線長度斷面形狀的構件。
該加壓成形法中,一邊使加壓后方側的厚壁部分金屬充滿成形用模體內,一邊加工,所以約束力高,抑制無接縫金屬坯的鐓鍛現象,使端面形狀良好。另外,金屬從加壓后方側被供給,并且,借助被加熱到高溫度的鋼的良好塑性加工作用,一邊被壓擴到側方一邊被成形。所以,充滿成形用模體的空間地被成形,從無接縫的金屬坯制成預定形狀的沖壓產品。結果,無接縫金屬坯,可使加壓成形荷重減小,提高產品合格率,并且得到端面形狀好的沖壓成形品。
下一個發明的筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖孔沖頭將該金屬坯熱擴張成形;具有裝入工序和加壓加工工序;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,再裝入成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側是具有對角線長度小于成形用模體的內徑的外徑的斷面形狀,后方側是具有與成形用模體的內徑略相同的外徑的斷面形狀;在加壓加工工序,用上述沖孔沖頭一對邊該金屬坯的中心沖孔,一邊進行加壓加工。
該方法中,由于加壓方向的前方側,是采用對角線長度小于成形用模體內徑的四角形斷面金屬坯,所以,借助使加壓方向前方側的平面構成的側面彎曲的作用,可比已往減小加壓壓力。另外,金屬坯的加壓方向后方側,抑制加壓方向前方側的鐓鍛,所以,也可抑制端部和容器表面的缺陷,也可減低加壓壓力。
下一個發明的筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖孔沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,再裝入成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側斷面的對角線長度小于成形用模體的內徑,后方側斷面的對角線長度與成形用模體的內徑略相同;在加壓加工工序,用上述沖孔沖頭,一對邊該金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
該方法中,由于采用加壓方向前方側斷面為四角形(該四角形的對角線長度小于成形用模體內徑)的金屬坯,所以,借助使加壓方向前方側的平面構成的側面彎曲的作用,可比已往減小加壓壓力。另外,該方法所用的金屬坯,由于加壓方向前方側和后方側都是方斷面形狀,所以,與圓形斷面相比,金屬坯的加工比較容易。
下一個發明的筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖孔沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,再裝入成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側斷面的外徑小于成形用模體的內徑,后方側斷面的外徑與成形用模體的內徑略相同;在加壓加工工序,用上述沖孔沖頭,一對邊該金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
上述的容器制造方法中,由于加壓方向的前方側是對角線長度小于成形用模體內徑的圓形斷面,所以,金屬坯朝著金屬坯與成形用模體內壁間空間擴張。因此加壓壓力可比已往小。另外,由于金屬坯的加壓方向后方側,抑制加壓方向前方側的鐓鍛,所以,也可抑制端部和容器表面的缺陷,也可減低加壓壓力。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、延伸工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把側面至少備有一個平面的金屬坯與成形用模體內壁間留有間隙地裝入成形用模體;在延伸工序,壓入金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體的入口側端部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯中,將其平面朝內壁側彎曲,將金屬坯熱擴張成形。
該容器制造方法,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有把金屬坯接合在成形用模體端部上的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,使金屬坯的平面朝成形用模體內壁側彎曲的作用,將金屬坯擴張成形。借助它們的相互作用,該容器制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、熱擴張成形工序;在裝入工序,把金屬坯與成形用模體內壁間留有間隙地裝入成形用模體,該金屬坯,其側面至少備有一個平面,并且,在加壓方向后方側的端部備有與成形用模體的入口側端部接合的伸出部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯中,將其平面朝內壁側彎曲,將金屬坯熱擴張成形。
該容器制造方法中采用的金屬坯,在加壓方向后方側端部,預先備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。因此,在熱擴張成形前,不需要把金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序,可縮短熱擴張所需的時間。結果,可在金屬坯的溫度未下降前結束成形,因此端部形狀良好。另外,也可省略掉上述的延伸工序,制造省時省事。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、延伸工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把至少在加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體;在延伸工序,擠壓金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體的入口側端部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯中,將金屬坯熱擴張成形。
該容器制造方法,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有把金屬坯接合在成形用模體端部上的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于將至少加壓前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯擴張成形,所以,產生使多角形的各邊朝成形用模體內壁側彎曲的作用。借助它們的相互作用,該容器制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、延伸工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把金屬坯裝入成形用模體,該金屬坯其加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者中的至少一方,備有至少一個平面;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體的入口側端部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯,將金屬坯熱擴張成形。
該容器制造方法,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有把金屬坯接合在成形用模體端部上的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于把在至少一方備有至少一個平面的金屬坯擴張成形,所以,產生使金屬坯的平面朝成形用模體內壁側彎曲的作用。借助它們的相互作用,該容器制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
下一個發明的厚金屬制圓筒物或圓筒容器的熱壓成形法,其特征在于,把異徑斷面形狀的無接縫金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入成形用模體內,擠壓上述金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體的入口側端部,然后,用沖頭一邊在該無接縫金屬坯中心沖孔,一邊加壓加工;上述無接縫金屬坯,其加壓方向前方側是具有小于成形用模體的內徑的外徑或對角線長度的外徑的斷面形狀的構件、或者是具有等于成形用模體的內徑的對角線長度的外徑的斷面形狀的構件;其后方側是具有與成形用模體內徑相同的外徑或對角線長度的斷面形狀構件。
該厚金屬制圓筒物或圓筒容器的熱壓成形法,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有把金屬坯接合在成形用模體端部上的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,金屬從加壓后方側被供給,并且,借助被加熱到高溫度的鋼的良好塑性加工作用,一邊向側方擴壓一邊進行加工。所以,充滿成形用模體的空間地被成形。從無接縫的金屬坯制成預定形狀的沖壓產品。借助它們的相互作用,該制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
下一個發明的筒狀物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入加壓成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側斷面的對角線長度小于成形用模體的內徑,其后方側斷面的外徑略等于成形用模體的內徑;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,將該金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體的入口側端部;在加壓加工工序,用沖孔沖頭一邊對金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
該筒狀物或容器的制造方法,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有把金屬坯接合在成形用模體端部上的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于是使用加壓方向前方側是對角線長度小于成形用模體內徑的四角形斷面的金屬坯,所以,借助使四角形斷面各邊彎曲的作用擴張成形。另外,金屬坯的加壓方向后方側,抑制加壓方向前方側的鐓鍛。借助它們的相互作用,該制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
下一個發明的筒狀物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖頭將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入加壓成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側的斷面的對角線長度小于成形用模體的內徑,后方側的斷面的對角線長度大致等于成形用模體的內徑;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,將該金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體的入口側端部;在加壓加工工序,用沖孔沖頭一邊對金屬坯的加工物中心沖孔,一邊加壓加工。
該筒狀物或容器的制造方法,包含在熱擴張成形前使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有把金屬坯接合在成形用模體端部上的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于加壓方向前方側是使用對角線長度小于成形用模體內徑的四角形斷面的金屬坯,所以,借助使四角形斷面各邊彎曲的作用被擴張成形。另外,金屬坯的加壓方向后方側抑制加壓方向前方側的鐓鍛。借助它們的相互作用,該制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。另外,該方法中使用的金屬坯,其加壓方向前方側和后方側都是方斷面形狀,所以,與一方為圓斷面形狀的金屬坯相比,金屬坯的加工比較容易。
下一個發明的筒狀物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖頭將該金屬坯熱擴張成形;
在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后裝入加壓成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側的斷面的外徑小于成形用模體的內徑,后方側的斷面的外徑大致等于成形用模體的內徑;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,將該金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體的入口側端部;在加壓加工工序,用沖孔沖頭一邊對金屬坯的加工物中心沖孔,一邊加壓加工。
該筒狀物或容器的制造方法,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序。該延伸部在熱擴張成形時具有把金屬坯接合在成形用模體端部上的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于金屬坯的加壓方向后方側與成形用模體的內徑基本同徑,所以,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。借助它們的相互作用,該制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。另外,該方法中使用的金屬坯,其加壓方向前方側和后方側都是圓形的斷面形狀,所以,與具有不同斷面形狀的金屬坯相比,金屬坯的加工比較容易。
下一個發明的容器制造方法,其特征在于,包含金屬坯成形工序,在該金屬坯成形工序,用鍛造工序成形上述金屬坯,把該金屬坯的至少加壓方向前方側成形為方斷面。
下一個發明的容器制造方法,在上述容器制造方法中,其特征在于,在上述鍛造工序中包括在金屬坯的加壓方向前方側設置朝著加壓方向變細的錐部。
下一個發明的容器制造方法,其特征在于,包含設置臺階部的工序,該工序是,在上述鍛造工序中,使金屬坯的加壓方向前方側朝著加壓方向階段地變細地、設置至少一個臺階部。
上述的容器制造方法,在熱擴張成形的最終階段,可延遲金屬充滿成形用模體底部附近的時間。借助該作用,可抑制金屬坯的鐓鍛現象,所以,可抑制熱擴張成形最終階段的加壓壓力增加。
下一個發明的容器制造方法,其特征在于,備有裝入工序、成形工序、卸下工序、去除工序;在裝入工序,在金屬坯與成形用模體的底之間設置筒狀部件后,把金屬坯裝入成形用模體;在成形工序,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,成為底部和筒部為一體的有底容器;在卸下工序,從成形后的有底容器的底部卸下上述筒狀部件;在去除工序,把由上述筒狀部件形成在有底容器底部的柱狀部分去除掉。
該制造方法,在成形有底容器的同時,借助設在金屬坯底的筒狀部件,在該有底容器的底部形成锪孔部。已往,是用切削方法設置該锪孔部,需要較多的加工時間。而本制造方法中,只要在擴張成形后去除留在容器底部的柱狀部分,與已往相比,加工時間少。這里所說的筒狀部件,也包含垂直于軸方向的斷面為三角形、四角形等的多角形狀部件、或多角形的角被抹圓了的多角形狀部件、或橢圓形的部件,不限定是圓筒。
下一個發明的容器制造方法,其特征在于,備有裝入工序、成形工序、卸下工序;在裝入工序,在金屬坯與成形用模體的底之間設置柱狀部件后,把金屬坯裝入成形用模體;在成形工序,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,成為底部和筒部為一體的有底容器;在卸下工序,從成形后的有底容器的底部,卸下上述柱狀部件。
該制造方法,在成形有底容器的同時,借助設在金屬坯底的柱狀部件,在該有底容器的底部形成锪孔部。已往,是用切削方法設置該锪孔部,需要較多的加工時間。而本制造方法中,可在擴張成形的同時形成锪孔部,所以與已往相比,加工時間少。另外,與上述形成锪孔部的方法相比,可省略掉去除柱狀部件的工序,所以形成锪孔部不需要時間。這里所說的柱狀部件,也包含垂直于軸方向的斷面為三角形、四角形等的多角形狀部件、多角形的角被抹圓了的多角形狀部件、橢圓形的部件,不限定是圓柱。
下一個發明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,上述成形用模體的筒部可相對于該成形用模體的底部移動。
該有底容器的制造方法,把金屬坯裝入底部與筒部可相對移動的成形用模體內,進行熱擴張成形。因此,在熱擴張成形時,當金屬坯在成形用模體的筒部內朝加壓方向相反側移動時,成形用模體的筒部與金屬坯一起朝加壓方向相反側移動。即,成形用模體的筒部與被成形金屬坯幾乎不相對移動,可抑制熱擴張成形時的加壓壓力增加。
下一個發明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,上述成形用模體的筒部在軸方向被分割。
該有底容器的制造方法中,由于成形用模體的筒部沿其整個軸方向延伸,所以,即使在成形軸方向長度大的金屬坯時,也能由整個成形用模體吸收熱擴張成形時的金屬坯相對于軸方向的變形。因此,在成形軸方向長度大的厚壁容器時,也能抑制加壓壓力的增加。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有鐓鍛工序和深沖工序;在鐓鍛工序,把加壓臺設置在內端部形成開口部分的環狀模子內,把金屬坯放入由模子和加壓臺構成的模具內,用沖孔沖頭對金屬坯進行加壓鐓鍛;在深沖工序,用筒狀隔撐支承著模子,用上述沖孔沖頭擠壓金屬坯,將該金屬坯深沖。
該方法中,在鐓鍛工序,用沖孔沖頭加壓金屬坯,金屬材料流到模子的開口部分與沖孔沖頭之間,變形為皿狀。這時,由于沖孔沖頭被金屬坯約束住,所以,使沖孔沖頭連同模子一起和金屬坯暫時退避。在深沖工序,把隔撐配置在模子的下面或上面,支承該模子,推入沖孔沖頭,借助上述模子進行金屬坯的深沖加工。這樣,金屬坯變形為杯狀。然后,根據需要將該2個工序反復數次,直到成為最終形狀。另外,上述是熱加工,所以在成形前必須將金屬坯加熱。
另外,該發明中,也包含一次執行上述2個工序,形成為最終形狀的情形。另外,可以從金屬坯的上方加壓(圖21至圖27),也可以從金屬坯的下方加壓(圖28)。這樣,將鐓鍛加工和深沖加工組合起來,所需要的加壓壓力比后方擠壓成形法小得多。因此,可用通常的大型壓力加工機成形有底容器,制造容易。
下一個發明的容器的制造方法,其特征在于,備有鐓鍛準備工序、鐓鍛工序、退避工序、深沖準備工序、深沖工序、反復工序;在鐓鍛準備工序,將內端部形成開口部分的多個環狀模子疊置,把多個加壓臺疊置在該模子內,把金屬坯放入由模子和加壓臺構成的模具內;在鐓鍛工序,用被壓力加工機作動的沖孔沖頭,從模具上方加壓鐓鍛金屬坯;在退避工序,使沖孔沖頭和上部的模子連同金屬坯一起退避;在深沖準備工序,卸下上述使用過的加壓臺,把筒狀隔撐設置在下一個模子上,把上述退避的模子連同金屬坯載置在該隔撐上;在深沖工序,用上述沖孔沖頭,壓入金屬坯,借助上述模子進行金屬坯的深沖加工;在反復工序,采用下一個加壓臺和模子,用長度與金屬坯的變形吻合的隔撐,反復進行上述同樣的工序。
該方法中,在上述鐓鍛工序,用沖孔沖頭加壓金屬坯,使金屬材料流動到開口部分與沖孔沖頭之間,將沖孔沖頭約束住地變形。在深沖工序,在模子的下面設置隔撐,加壓金屬坯,使其通過模子,對金屬坯實施深沖加工。這樣,金屬坯變形成為杯狀。另外,上述隔撐可以是任意部件,只要形成為供被沖壓金屬坯進入的筒狀即可。從該鐓鍛準備工序到深沖工序結束后,再反復進行上述工序。這時,模子和加壓臺,采用上數第2個。隔撐的長度必須與金屬坯的變形相應,每個工序都要準備該隔撐。該制造方法中,由于將將鐓鍛工序和深沖工序組合起來使用,所以,與后方擠壓成形法相比,可減小加壓壓力。并且,可用通常的大型壓力加工機成形。
附圖簡單說明圖1是表示實施例1有底容器之一例的說明圖。
圖2是表示圖1所示有底容器的制造工序的說明圖。
圖3是表示實施例1中使用的金屬坯之一例的立體圖。
圖4是表示實施例1的另一金屬坯的說明圖。
圖5是表示金屬坯變形狀況的概念圖。
圖6是表示適用于實施例1的其它金屬坯的立體圖。
圖7是表示可適用于實施例1的另一種金屬坯的說明圖。
圖8是表示實施例1中使用的成形用模體筒部的分割部的剖面圖。
圖9是表示對熱擴張成形的有底容器外側進行切削加工的裝置的概略圖。
圖10是表示對有底容器的內側進行加工的裝置的概略圖。
圖11是表示有底容器內側加工方法一例的說明圖。
圖12是表示本發明實施例的重屏蔽容器,(a)是軸方向剖面圖,(b)是徑方向斷面圖。
圖13是表示實施例2的有底容器的立體圖。
圖14是表示制造實施例2的有底容器時采用的、成形用模體的筒和沖頭的剖面面圖。
圖15是可用實施例2的制造方法成形的有底容器,表示其垂直于軸方向的剖面圖。
圖16是表示制造實施例2有底容器時采用的、成形用模體的筒和沖頭的剖面圖。
圖17是表示實施例3的有底容器的軸方向剖面圖。
圖18是表示在有底容器上設置锪孔部方法的說明圖。
圖19是表示用本發明制造方法可成形的有底容器的例,是軸方向剖面面圖。
圖20是表示實施例4的有底容器的軸方向剖面圖。
圖21是表示圖12所示有底容器制造工序的說明圖。
圖22是表示圖12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的說明圖。
圖23是表示圖12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的說明圖。
圖24是表示圖12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的說明圖。
圖25是表示圖12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的說明圖。
圖26是表示圖12所示重屏蔽容器的有底容器制造工序的說明圖。
圖27是表示上述有底容器的另一制造方法說明圖。
圖28是表示不同制造方法的實施例的說明圖。
圖29是表示已往的重屏蔽容器之一例的剖面圖。
圖30是表示圖29所示重屏蔽容器的有底容器制造方法說明圖。
圖31是表示用愛氏沖管法制造有底容器的方法的說明圖。
實施發明的最佳形態下面,參照附圖詳細說明本發明。本發明不限定于該實施形態。另外,本發明的容器或筒狀物的制造方法,并不限定于下述的方法。在下述實施形態的構成要素中,包含普通專業人員能容易想到的內容。實施例1圖1是表示實施例1之有底容器一例的說明圖。圖2是表示圖1所示有底容器1的制造工序的說明圖。圖3是表示實施例1中所用金屬坯200之一例的立體圖。如圖1(a)所示,本實施例1的有底容器1的底部1b,與筒部1a形成為一體,并且,從圖1(b)可知,本實施例1之有底容器1的斷面形狀是圓形。
在其制造方法中,有底容器1是用沖頭進行熱擴張成形制造的。先說明其制造工序中使用的金屬坯。金屬坯200,是在以下說明的熱擴張成形工序之前,對融溶金屬的鑄模塊或對金屬塊進行切削加工或自由鍛造等制造成的。在其鍛造工序中,最好把金屬坯的至少加壓方向前方側成形為方斷面形狀。這樣,可更有效地利用熱擴張成形的效果。另外,本實施例1中,是對金屬塊進行自由鍛造加工,制成無接縫的整體金屬坯200,但本發明中使用的金屬坯,并不限于此。
如圖3所示,本實施例中使用的金屬坯200的斷面形狀如下,即,其加壓方向后方側(下面稱為加壓后方側)200a是圓形,其加壓方向前方側(下面稱為加壓前方側)200b是四方形。加壓后方側200a的外徑,比加壓前方側200b的對角線長度長。加壓后方側200a的外徑基本等于成形用模體300的內徑。加壓前方側200b的對角線長度比成形用模體的筒部300的內徑短(見圖b)。另外,成形用模體的筒部300的內徑用虛線表示。
該例中,金屬坯200的加壓前方側200a的垂直于軸方的斷面970包含著沖孔沖頭410的垂直于軸方向的斷面投影像920(見圖3(b)和(e))。另外,金屬坯200的斷面形狀及尺寸或其外形等,并不限于此例。關于適用于本發明的金屬坯的其它例,將在后面說明。
下面,說明熱擴張成形工序。在熱擴張成形工序之前,先用加熱爐(圖未示)把金屬坯200加熱到容易熱擴張成形的溫度。該加熱溫度根據金屬坯200的材質等決定,不能一概而論。對于收容、運送和暫時儲存使用后核燃料的重屏蔽容器筒體所使用的碳素鋼材料,該加熱溫度最好為1100℃~1300℃。如果超過該范圍,則結晶粒粗大化,并且表面產生氧化或脫碳,材料脆化而容易裂開。另外,在碳素鋼的情況下,隨著碳素比例的增高,上述加熱溫度在上述范圍內降低。被電爐等加熱到容易熱擴張成形溫度的金屬坯200,如圖2(a)所示,被裝入成形用模體的筒部300。
被裝入到成形用模體的筒部300內的金屬坯200,被大型沖頭400鐓鍛,該大型沖頭400的外徑略等于或大于金屬坯200的外徑,金屬坯200的加壓方向后方側200a,在成形用模體300上形成伸出部201(見圖2(b))。通過在金屬坯200的端部設置該伸出部201,在沖頭進行的熱擴張成形工序中,可提高金屬坯200的軸方向約束力。利用該作用可抑制金屬坯200的鐓鍛現象,可減低朝著加壓方向相反側的金屬的流動,所以可抑制加壓力的上升。同時,成形后的有底容器的端面形狀也良好。
另外,即使在金屬坯200上不設置該伸出部201,也可利用在成形用模體的筒部300內壁與金屬坯200的加壓后方側200a側面之間產生的摩擦力,抑制上述的鐓鍛現象。但是,為了更加減低加壓壓力、得到更整齊的端面形狀,最好設置伸出部201。
在金屬坯200的端部形成了伸出部201后,移至用沖孔沖頭410進行熱擴張成形的工序。為了在金屬坯200的中心開孔,先用安裝在成形用模體的筒部300上的定位導引件310,把沖頭410載置在金屬坯200的端面中心(見圖2(c))。接著,用壓力機(圖未示)將沖孔沖頭410推入,將金屬坯200熱擴張成形。
沖孔沖頭410被壓力機推入金屬坯200內時,金屬坯200的伸出部201與成形用模體的筒部300的上端部接合,抑制金屬坯200的鐓鍛現象。另外,金屬坯200的加壓后方側200a的厚壁部分金屬,產生變形并充滿容器300內(見圖2(d))。于是,由于加壓后方側200a的金屬被壓貼在成形用模體的筒部300的內壁上,利用該作用也能抑制金屬坯200的鐓鍛現象。借助這些作用,可抑制加壓壓力的上升,并且,可以使成形后的有底容器的端面形狀良好。
當沖孔沖頭410被推入金屬坯200時,沖孔沖頭410正下方的金屬,成為半球狀的金屬塊,與沖孔沖頭410一起朝加壓前方側200b移動。由于有該現象,所以,金屬坯200的加壓后方側200a的垂直于軸方向的斷面面積,必須比前方側200b的垂直于軸方向的斷面面積大。
當沖孔沖頭410被進一步推入金屬坯200時,借助被加熱到高溫的鋼所具有的良好塑性變形性質、以及上述金屬塊從加壓后方側200a被供給的現象,金屬坯200的加壓前方側200b中的金屬產生變形,被壓擴到容器300的內壁側。即進行熱擴張成形。當沖孔沖頭410被推入到預定深度時,熱擴張成形結束(見圖2(e))。
下面,說明可適用于本發明制造方法的金屬坯200的種類。如圖3(a)所示,本發明的制造方法中,可采用加壓前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯。如果采用該金屬坯,在熱擴張成形時,金屬坯產生變形而被擠壓擴到成形用模體的內壁側,所以,與后方擠出法等相比,可抑制加壓壓力。圖3(a)所示金屬坯200的垂直于軸方向的斷面是四方形,但并不限于此。
另外,適用于本發明制造方法的金屬坯,也可以具有以下關系。即,加壓后方側的垂直于軸方向的斷面包含加壓前方側的垂直于軸方向的斷面投影像。另外,加壓后方側的垂直于軸方向的斷面投影像包含在垂直于軸方向的成形用模體的斷面內。這里,垂直于軸方向的成形用模體的斷面內側形狀,也可以與加壓后方側的垂直于軸方向斷面投影像相同。滿足該關系的金屬坯,最好在成形大型、厚壁有底容器時使用。
下面,參照圖3(c)和(d),說明上述的投影像。這里,投影像用虛線表示,斷面用實線表示。圖3(c)表示的狀態是,金屬坯的加壓方向后方側的垂直于軸方向的斷面950包含加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面投影像900。圖3(d)表示的狀態是,加壓方向后方側的垂直于軸方向斷面投影像910包含在垂直于軸方向的成形用模體的斷面960內。圖3(e)表示的沖孔沖頭的狀態,沖頭的垂直于軸方向的斷面投影像920包含在金屬鋼坯的加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面970內圖3(e)中的垂直于軸方向的斷面投影像920,是沖孔沖頭的投影像。
本發明中所說的“包含”,是指表示投影像的虛線所包圍的部分全部存在于表示斷面的實線所包圍部分的內側。并且,如果虛線所包圍部分中的即使一部分存于實線所包圍部分的外側時,則不在本發明中所說的“包含”的概念內。另外,斷面形狀與投影像同一時,也不在本發明中所說的“包含”的概念內。
另外,沖孔沖頭的投影像,最好包含在金屬坯的加壓前方側的、垂直于軸方向的斷面內(見圖3(e))。但是,沖孔沖頭的垂直于軸方向的投影像也可以與金屬坯加壓前方側的垂直于軸方向的斷面相同,另外,沖孔沖頭的垂直于軸方向的斷面也可以包含金屬坯加壓前方側的垂直于軸方向的斷面投影像。
但是,當沖孔沖頭的垂直于軸方向的斷面包含金屬坯加壓前方側的垂直于軸方向的斷面投影像時,如果沖孔沖頭的斷面積大,則成形后的容器筒部的壁厚薄,在熱擴張成形中容器筒部容易破斷。因此,沖孔沖頭的垂直于軸方向的斷面包含金屬坯加壓前方側的垂直于軸方向的斷面投影像時,要將沖孔沖頭的斷面積抑制在容器筒部不產生破斷的范圍內。
圖4是表示實施例1的其它金屬坯的例子說明圖。這些例中,從圖(a)~(d)可知,金屬坯200加壓后方側200a的垂直于軸方向的斷面950,包含加壓前方側200b的垂直于軸方向的斷面投影像900(見圖3(c))。
圖4(a)和(b)所示的加壓前方側200b的斷面為四方形,在熱擴張成形時,主要依靠朝容器模300徑方向外側的力、即把備有平面的金屬坯的側面朝著成形用模體筒部300內壁側彎曲的力而變形。
圖5是表示該變形狀況的概念圖。圖中的虛線表示金屬坯200朝成形用模體的筒部300內壁側擴張的過程。垂直于軸方向的斷面為四方形時,由于沖孔沖頭被推入,產生了從金屬坯200的中心朝向成形用模體的筒部300徑方向外側的力F。該力F將金屬坯200的側面朝成形用模體內壁側彎曲,所以,借助該彎曲作用,金屬坯200朝著成形用模體內壁側擴張成形。該彎曲作用,在把側面有平面的金屬坯裝入斷面內側是圓形的成形用模體時,尤為有效。
因此,借助上述的彎曲作用,將金屬坯擴張成形,則熱擴張成形所需的加壓壓力少,另外,也可抑制成形時產生的裂紋等缺陷。另外,對垂直于軸方向的斷面為四角形的金屬坯,使用垂直于軸方向的斷面為四角形的沖孔沖頭進行熱擴張成形時,也借助上述的彎曲作用擴張成形。因此,這時熱擴張成形所需的加壓壓力也少,另外,也可抑制成形時產生的裂紋等缺陷。
圖4(c)所示的加壓前方側200b的垂直于軸方向的斷面為圓形,雖然上述效果稍稍減少,但是該金屬坯200的加壓前方側200b與容器筒部300的內壁之間有空間。因此,熱擴張成形時,加壓前方側的金屬擴張到該空間內,所以,金屬坯的擴張變形不受成形用模體的筒部300約束,可減小加壓壓力。另外,這時,使用垂直于軸方向的斷面形狀為四方形的沖孔沖頭進行熱擴張時,產生上述的彎曲作用。因此,與使用垂直于軸方向的斷面形狀為圓形的沖孔沖頭進行熱擴張時相比,可以減小加壓壓力。
如圖4(a)(c)(d)所示,加壓后方側200a的垂直于軸方向的斷面是圓形,其直徑略等于成形用模體的筒部300的直徑時,形成在成形用模體的筒部300上的伸出部201(見圖2(b))可均勻地形成。因此,在熱擴張成形時,借助該伸出部201,可更有效地抑制金屬坯200的鐓鍛現象,所以,可減小加壓壓力,另外,可以使成形后的容器的端面形狀良好。
如圖4(b)所示,加壓后方側200a的斷面是四方形,其對角線長度基本等于成形用模體的筒部300的直徑時,上述伸出部201部分地形成在容器的筒部300上端。因此,與不設置伸出部201時相比,抑制金屬坯200的鐓鍛現象的效果大,但是與沿著成形用模體的筒部上端全周形成伸出部201時相比,該效果稍小。
另外,金屬坯200的加壓前方側200b或加壓后方側200a的、垂直于軸方向的斷面形狀,為五角形以上或為三角形的金屬坯,也適用于實施例1的制造方法。另外,加壓前方側200b的側面,如圖4(d)所示,備有至少一個以上的平面時,該部分借助上述的彎曲被熱擴張成形,所以,可得到降低加壓壓力的效果。
當金屬坯200的側面備有的平面數為3以上、即金屬坯200的垂直于軸方向的斷面是三角形以上時,減低加壓壓力的效果更大。但是,如果上述的平面數過多、即垂直于軸方向的斷面形狀的角過多時,則該多角形斷面形狀接近于圓形,所以,降低加壓壓力的效果減小。因此,最好在能得到抑制加壓壓力效果的范圍內,選擇加壓前方側200b的側面的平面數。另外,金屬坯200的側面備有平面,并且如圖4(e)所示那樣、金屬坯的垂直于軸方向的斷面形狀是略鼓狀時,也包含在本發明的金屬坯內。
圖6是表示適用于實施例1的其它金屬坯的立體圖。圖6(a)所示的金屬坯200,朝著加壓方向階段地變細,在加壓前方側200b上設有臺階部。這樣,在熱擴張成形時,可以延遲加壓前方側200b的金屬充滿成形用模體的筒部300底部附近的時間。因此,在熱擴張成形的最終階段,可抑制加壓壓力的上升。另外,借助該臺階部,可形成朝加壓方向的微小流動,所以,可提高成形物的鍛造度,可防止鍛造材的不足。另外,由于斷面的變化是階段性的,所以,與設計成下述錐形時相比,制造容易。另外,該臺階部的數目不限于上例,可根據加壓條件等適當增減。
如該圖(b)所示,把加壓前方側200b做成為朝著加壓方向變細的錐形時,也可得到與在加壓前方側200b上設置臺階部時同樣的作用效果。
如圖6(c)所示,在制造金屬坯200時,也可以把與成形用模體300的上端部接合的伸出部201預先設在金屬坯的加壓后方側200a上。這樣,在熱擴張成形前,在容器的筒部300上,不需要在金屬坯200的加壓方向后方側200a上形成伸出部201的工序,可使容器的制造工序簡單化。
圖7是表示適用于實施例1的另一金屬坯的說明圖。如該圖所示,該金屬坯200,其垂直于軸方向的斷面沿著加壓方向是一定的,在其一端設有與成形用模體300的上端部接合的伸出部201。使用該金屬坯200時,也可以借助伸出部201,在熱擴張成形時抑制金屬坯的鐓鍛現象,所以可抑制加壓壓力的上升。另外,金屬坯200的斷面形狀不限于四角形,其斷面形狀也可以是多角形,另外,金屬坯200的側面也可以至少備有一個平面。另外,伸出部201也可以預先設在金屬坯200上,也可以在把金屬坯200裝入成形用模體300內后再設置伸出部201。
當金屬坯200被擠向成形用模體300內壁側地擴張變形時(見圖2(d)和(e)),在金屬坯200的金屬與成形用模體300的內壁之間產生摩擦力。該摩擦力是由加壓前方側200b的金屬沿著模體300內壁朝著與加壓方向相反的方向移動而產生的。另外,實施例1的制造方法中,在熱擴張成形的中間過程,該摩擦力幾乎不產生。但是,在熱擴張成形的最終階段,由于金屬充滿成形用模體的下部,所以產生摩擦力。由于該摩擦力,成形用模體的筒部300,要朝著與沖頭410的推入方向相反的方向移動。
如果把成形用模體的筒部300和成形用模體的底部301固定住,則加壓前方側的金屬抵抗上述摩擦力而移動,這樣,在熱擴張成形的最終階段,需要更多的荷重。為了解決該問題,本實施例1中,把成形用模體的筒部300和成形用模體的底部301,做成為能相對移動的構造。
借助該構造,當成形用模體的筒部300因上述摩擦力要朝著與沖頭410的推入方向相反的方向移動時,被成形金屬坯200也與該成形用模體的筒部300一起朝著與沖頭410的推入方向相反的方向移動(圖2(e))。即,由于成形用模體的筒部300和被成形金屬坯200幾乎不相對移動,所以,可抑制熱擴張成形最終階段的荷重增加。
本實施例中,不僅成形用模體的筒部300與成形用模體的底部301可相對移動,而且成形用模體的筒部300也被分割,成形用模體的筒部300可沿著整個金屬坯200移動。這樣,即使在成形軸方向長度大的有底容器時,也能抑制熱擴張成形最終階段的荷重增加。
圖8是斷面圖,表示實施例1中使用的成形用模體的筒部300的分割部。成形用模體的筒部300的分割部,可以如該圖(a)所示,分割部相互重合,在熱擴張成形時,成形用模體的筒部300a與300b可相對移動。另外,也可以如圖(b)所示,在一方的成形用模體的筒部300a上形成凹部,在另一方成形用模體的筒部300b上設置凸部,將兩者組合,在熱擴張成形時,成形用模體的筒部300a與300b可相對移動。
本實施例中,是將成形用模體的筒部300分割為二部分,但該分割數可根據金屬坯200的高度適當變更。另外,只分割成形用模體的筒部300,或者不分割成形用模體的筒部300,使成形用模體的筒部300與成形用模體的底部301可相對移動,也能抑制熱擴張成形時的荷重增加。
當沖頭401被推入到預定深度時,熱擴張成形結束(圖2(e))。另外,如圖2(e″)所示,放置圓筒狀的隔撐302,用它代替成形用模體的底部301,將金屬坯200的底部沖穿,用該制造方法也能成形筒狀物。用上述制造方法制造軸方向長度達數米的厚壁容器時,借助熱擴張性的效果,加壓壓力可為已往的數分之一,所以,可用已往的設備制造。另外,可以通過一次加工,制造底部與筒部為一體的有底容器,所以,制造不費工夫,適合于大量生產。
結束了熱擴張成形的金屬坯200,經過自然冷卻、強制冷卻或控制冷卻,被冷卻到常溫。然后,為了修整其端面形狀,或者為了把成形后的容器的外形或內形加工成所需的尺寸,也可實施切削加工等。
下面,表示用上述方法制造的一體的有底圓筒容器的具體例的結果。另外,作為比較例,是表示用已往的愛氏沖管法制造的一體有底圓筒容器的結果。
具體例和比較例都是采用內徑為943mm的圓筒型成形用模體成形的。圓筒容器的材料,是采用碳素(C)的比例為0.1%的碳素鋼,但也可以采用不銹鋼。先把該碳素鋼的金屬坯加熱到1250℃后,用自由鍛造加工法,鍛造成軸方向斷面為略T字的異形斷面形狀的金屬坯。該金屬坯的加壓前方側是正方形斷面,其對角線長度為875mm,小于成形用模體的內徑;其軸方向長度是1896mm。加壓后方側是圓形斷面,其外徑尺寸為928mm,基本等于成形用模體的內徑;其軸方向長度是574mm。把該金屬坯再加熱到1250℃后,裝入成形用模體內,用沖頭將加工物中心熱擴張成形,成形為長度2420mm、厚度165mm的細長杯狀圓筒容器。
在比較例中,其圓筒容器的材料是采用與具體例相同的碳素鋼,把該金屬坯加熱到1250℃后,用自由鍛造法鍛造成沿軸方向全長具有同一斷面形狀的方形金屬坯。該金屬坯的斷面形狀是正方形,其對角線長度為928mm,基本等于成形用模體的內徑。其軸方向長度是2470mm。把該金屬坯再次加熱到1250℃后,進行熱擴張成形,制造出與上述具體例同樣大小的圓筒容器。
表1表示兩種沖壓法的成形荷重和端面形狀的評價結果。將兩者比較可知,本發明的制造方法與已往的制造方法相比,其加壓成形荷重小,產品成品率高。另外,在已往制造方法中見到的端面形狀不良部位幾乎不存在,所以,在熱擴張成形后也只要用簡單的加工,加工成產品。
表1兩方法的評價結果
為了用于重屏蔽容器或罐等的放射性物質存儲容器,要對成形后的有底容器的外側和內側,進行切削加工。下面,說明該切削加工的例子。圖9是表示對熱擴張成形的有底容器的外側進行切削加工的裝置的概略圖。有底容器1放置在備有輥的旋轉支承臺154上,可朝周方向自由轉動。在有底容器1的外側設有固定臺141。在該固定臺141上備有可在有底容器1的軸方向滑動的可動臺142。在該可動臺142上安裝著切削用的刀具160,用該刀具160切削加工有底容器1的外周。
安裝在旋轉支承臺154上的輥161與馬達162連接著。馬達162的旋轉通過輥161傳到有底容器1,使有底容器1旋轉。馬達162旋轉時,有底容器1開始朝圖示箭頭方向旋轉,然后,借助設在固定臺141端部的伺服馬達157和滾珠絲杠158,使可動臺142朝有底容器1的軸方向移動,用安裝在可動臺142上的刀具160切削有底容器1的外周。另外,如果設置用端面銑刀等切削外周的平面,則不僅能成形垂直于軸方向的斷面為圓形的有底容器,也可以成形多角形的容器。
下面,說明對成形后的有底容器內側進行切削加工的例子。圖10是表示加工有底容器內側的裝置的概略圖。該加工裝置140由固定臺141、可動臺142、滑板143、芯軸單元146和端面銑刀147構成。固定臺141貫通筒本體101內,并且固定地載置在有底容器1的內部。可動臺142可沿軸方向在固定臺141上滑動。滑板143由可動臺142定位。芯軸單元146設在滑板143上,由轉子144和驅動馬達145構成。端在銑刀147設在轉子軸上。另外,在芯軸單元146上,設有按照有底容器1的內形狀成形了相接部的反作用力支撐板148。該反作用力支撐板148可裝卸,沿著燕尾槽(圖未示)朝圖中箭頭方向滑動。另外,反作用力反撐板148具有對著轉子單元146的夾持裝置149,可固定在預定位置。
在固定臺141的下部槽內安裝著多個個夾持裝置150。該夾持裝置150由油壓缸151、設在油壓缸151的軸上的楔形移動塊152、用傾斜面與該移動塊152相接的固定塊153構成,將圖中的斜線部側安裝在固定臺141的槽內面。
驅動油壓缸151的軸時,移動塊152與固定塊153相接,借助楔的作用,移動塊152稍稍向下方移動(圖中的虛線所示)。這樣,移動塊152的下面被壓接在腔102內面上,所以,可用有底容器1的內側把固定臺141固定住。
有底容器1載置在由輥構成的旋轉支承臺154上,可在徑方向自由旋轉。在芯軸單元146與滑板143之間安裝著隔板155,這樣,可調節固定臺141上的工具147的高度。隔板155的厚度,與構成上述筐的方管的一邊尺寸相同。通過使設在可動臺142上的伺服馬達156旋轉,滑板143可沿筒本體101的徑方向移動。可動臺142被設在固定臺141端部的伺服馬達157和螺桿158控制而移動。隨著加工的進行,有底容器1內側的形狀變化,所以,必須把反作用力支撐板148和夾持裝置150的移動塊152變更成適當的形狀。
圖11是表示有底容器1內側的加工方法一側的說明圖。首先,用夾持裝置150和反作用力支撐板148把固定臺141固定在有底容器1內側的預定位置。接著,如該圖(a)所示,使芯軸單元146沿著固定臺(圖未示)以預定的切削速度移動,用工具147切削有底容器1的內側。該位置的切削完成后,卸下夾持裝置150,松開固定臺141。接著,如圖(b)所示,使筒本體101在旋轉支承臺154上旋轉90°,用夾持裝置150固定住固定臺141。然后,與上述同樣地用工具147進行切削。以后,再把上述同樣的工序反復2次。
接著,使芯軸單元146旋轉180°,如圖11(c)所示,依次進行腔102內的切削。這時也與上述同樣地,一邊將筒本體101旋轉90°,一邊反復加工。然后,如圖11(d)所示,把隔板155安裝在芯軸單元146上,抬高該芯軸單元的位置。在該位置,將工具147往軸方向送,進行有底容器1內側的切削。通過將其一邊旋轉90°一邊反復,基本上形成了能供方管(該方管收容使用后的核燃料)插入的形狀。另外,不一定要用專用機,用一般的橫型鏜孔機或縱型鏜孔機也可加工。
上面的說明中,是將有底容器1橫置,進行外側和內側切削加工的例子。但也可以用下面說明的加工裝置,將有底容器1縱置,進行容器外側和內側的切削加工。
具體地說,該加工裝置備有轉臺、起重機、可動臺、滑板、立柱和臂。旋轉臺載置著作為加工對象的有底容器并使其旋轉。起重機把有底容器載置在上述旋轉臺上,加工結束后將其從旋轉臺移開。可動臺載置在基礎上。滑板載置在可動臺上,可在與可動臺的可動方向成直角的方向移動。立柱載置在滑板上,支承著可上下移動的臂。臂可上下移動地安裝在立柱上,前端備有安裝著工具的配件,相對于加工物上下移動,對加工對象進行加工。該加工裝置,通過更換安裝在臂前端的配件,可對應銑刀加工、開孔加工等各種加工方式。
開始有底容器的加工時,用上述起重機把為作加工對象的有底容器載置在旋轉臺上,對準中心后,把有底容器固定在旋轉臺上。要將有底容器的外側切削成圓筒狀時,在安裝在臂上的配件上安裝刀具,一邊以預定的轉速使旋轉臺旋轉,一邊用該刀具切削加工有底容器。這里,由于安裝著臂的立柱載置在滑板上,所以,通過使滑板和可動臺動作,就可以使臂移動。因此,把臂移動到任意位置,可以設定任意的切入量。另外,由于臂可以上下移動,所以,把該臂沿著有底容器的全軸方向移動,就可以切削有底容器的整個側面。由于這些動作要求高精度,所以,最好用滾珠絲杠等,把伺服馬達或步進馬達等的旋轉運動變換為直線運動,使上述可動臺等移動。
切削徑方向斷面外形狀為圓形的有底容器的外周,例如想要加工成八角柱等的多角柱狀時,把正面銑刀用的配件安裝在臂上,用正面銑削切削有底容器的側面。使臂上下動,沿著有底容器的全軸方向切削出一面后,使旋轉臺旋轉45°,加工下一個側面。將該作業反復八次,就可制造出徑方向斷面外形狀為八角形的有底容器。這樣,可制造任意多角形斷面的有底容器。
把有底容器作為收容使用后核燃料的重屏蔽容器使用時,有底容器的內形狀,最好形成為與筐(該筐收容使用后的核燃料集合體)外周的至少一部分吻合的形狀,因為這樣可容易地把上述筐插入、固定在容器內。這樣的斷面形狀例如如圖15(d)所示。為了把有底容器的內側成形為這樣的形狀,把安裝在臂上的配件例如變更為端面銑刀,把斷面內的角部加工成臺階狀。
首先,使滑板和可動臺動作,把臂移動到載置在旋轉臺上的有底容器的上方。接著,降下臂,把安裝著端面銑刀的配件插入有底容器內部,進行端面銑刀的定位。然后,以預定的切削量,切削有底容器的內側。切削時,進行多個次的切入,得到了預定形狀后,第一級的切削完成。在一個角部,得到了所需的臺階狀形狀后,將旋轉臺旋轉90°,再加工下一個角部。將該作業反復四次,就可制造出具有圖15(d)所示那樣徑方向斷面形狀的重屏蔽容器用有底容器。
另外,在切削加工有底容器的內側時,由于切削屑、切削油等無法排出,所以在加工途中造成不能繼續切削。為此,最好利用真空泵等的排出裝置把切削屑等從加工中的有底容器內部除去。
將有底容器縱置地進行切削加工時,與橫置時相比,雖然要處理切削屑等,但是可減少因重力引起的變形。另外,如果將該加工裝置上下反轉,則可以使有底容器的開口部朝下地進行加工,所以,在切削加工有底容器內側時,可以很容易地排出切削屑等。
下面,說明把用本發明方法制造的有底容器用于使用后的核燃料存儲容器、即重屏蔽容器的例子。圖12表示本發明實施例的重屏蔽容器,(a)是軸方向斷面圖,(b)是徑方向斷面圖。該重屏蔽容器100,由內部備有筐3的有底容器1、設在有底容器1外側的樹脂或硅橡膠等的中子屏蔽材2、和作為重屏蔽容器100的外面的外筒4構成。有底容器1的內側和外側,是用上述的切削加工成形的。
在該有底容器1的上部,設有一次蓋5和二次蓋6,在該二次蓋6中,封入了用于屏蔽中子的樹脂7。有底容器1是用深沖加工形成的有底圓筒形狀,由具有γ射線屏蔽功能的碳素鋼或不銹鋼構成。
上述中子屏蔽材2,是富含氫的高分子材料,具有中子屏蔽功能。在有底容器1的下部安裝著屏蔽體9,在屏蔽體9內封入了樹脂或硅橡膠等中子屏蔽材8。上述筐3中,格子狀地配置著收容使用后處核燃料集合體(圖未示)的小盒,由硼和鋁的復合材料構成。
為了確保作為耐壓容器的密閉性能,在一次蓋5及二次蓋6與有底容器1之間設有金屬密封墊。在有底容器1與外筒4之間,焊接著多個進行熱傳導的銅制內部翅片10,上述中子屏蔽材2,以流動狀態注入由該內部翅片10形成的空間內,發熱后固化。上述一次蓋5和二次蓋6是具有γ射線屏蔽功能的碳素鋼或不銹鋼制。
上述重屏蔽容器100中,由于采用整體式底的有底容器1,所以,與已往那樣焊接底板相比,可節省制造的時間。另外,已往是在有底容器上焊接底板,所以,焊接的質量會影響該部分的密閉性。而該整體式底的有底容器1,該部分的密閉性問題極少。另外,實現本發明的重屏蔽容器100時,有底容器1內的筐3的形狀、材質、中子屏蔽材2的充填狀態、內部翅片10的數目及位置等,并不限于圖12例。
實施例1之有底容器的制造方法,適合于制造壁厚相對于圓筒直徑大的、所謂厚壁容器。另外,本發明的制造方法,尤其適合于制造厚壁容器之中的、軸方向長度與內徑之比為1∶1以上的容器。超過該比率的容器,在則一般的熱加工中,隨著成形的進展,加壓壓力增加,而本實施例的制造方法,從加工開始到結束加壓壓力不增加。本實施例的制造方法,具體地說,尤其適合于制造壁厚相對于直徑大、并且軸方向長度達數米的大型有底容器即重屏蔽容器等。
已往,制造這樣大型、厚壁的帶整體底的容器時,需要數萬噸規模的壓力機。但用本發明的制造方法制造這樣的厚壁大型有底容器時,加壓壓力只需一萬噸即可,所以,不必使用數萬噸的壓力機,用現有的大型壓力機就可以成形。另外,成形后容器的端面形狀良好,表面及內部幾乎沒有缺陷,所以成形后幾乎不用修整。另外,本發明的制造方法,不限于制造這樣的厚壁大型有底容器,也能制造壁厚較薄的放射性物質存儲容器、即罐等。
另外,用本發明的制造方法,也可以制造大型壓力機用液壓缸、化學設備用容器、石油精煉設備用的反應器容器、氨合成槽、熱交換器用容器、鍋爐等的壓力容器、收容水力發電用的水輪機的大型旋轉機器用的殼體、潛水艦或潛水艇的船身等。另外,本發明方法可采用的材料不限于碳素鋼,除了不銹鋼、低合金鋼等的鐵系材料外,也包含鎳合金、鋁合金、銅合金、鎂合金等的非鐵金屬。實施例2
圖13是表示本發明實施例2之有底容器的立體圖。圖13所示的有底容器1,其外形和內形均為八角形。另外,也可以是容器的外形或內形之中的至少一方為多角形。由于在放射性物質收容空器即重屏蔽容器的有底容器內收容著用于支承燃料棒集合體的筐,所以,在重屏蔽容器中,最好把有底容器的內形狀形成為與筐吻合的形狀。因此,重屏蔽容器的內形最好是多角形狀。把重屏蔽容器的內形形成為多角形時,盡量使重屏蔽容器筒身的壁厚均勻,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。該有底容器能滿足該要求。
圖14是表示用于制造實施例2之有底容器的、成形用模體筒和沖頭的斷面圖。成形用模體的筒部300,其內部斷面形狀為略八角形,沖孔沖頭410的外形也是略八角形。在實施例1中說明的熱擴張成形法中,如果采用該成形用模體的筒部300和沖孔沖頭410,則可抑制熱擴張成形時的荷重增加,抑制成形后加工物表面的缺陷,可制造出端面形狀極好的多角形斷面有底容器。
圖15表示用實施例2之制造方法成形的有底容器例,是垂直于軸方向的斷面圖。通過適當變更成形用模體筒部的斷面和沖孔沖頭的外形,可成形具有該斷面形狀的有底容器。最好適當變更形成重屏蔽容器內形的沖孔沖頭410,使其與收容使用后核燃料的筐的形狀吻合。例如,如圖(d)所示,如果采用將內斷面形狀作為外形的沖孔沖頭,則可成形與筐形狀吻合的內形。
圖16表示用實施例2的制造方法成形的有底容器例,是其軸方向斷面圖。使成形用模體300底部的內形和沖孔沖頭410的前端形狀與有底容器的底形狀吻合,可成形這些容器。圖(d)所示的容器,也可以在成形后在底部穿孔,也可以用前端設有突起的沖孔沖頭成形。這樣成形的容器,可用于與筒部一體成形的底部不是平面而是曲面的容器。例如,適用于收容水力發電用水輪機的大型旋轉機器用的殼體等。實施例3
圖17是表示實施例3之有底容器的軸方向斷面圖。該有底容器1,其筒與底一體成形的同時,在容器的底上形成锪孔部。已往,是通過焊接把設有锪孔部的底板安裝在厚壁圓筒上,該制造方法中,除了要在底上設置锪孔部的工序外,還需要焊接工序及焊接后的熱處理工序,所以制造很化費工夫。而本發明的制造有底容器的方法,可以用一個工序,把設有锪孔部的底與筒一體成形,所以制造非常容易。
圖18是表示在有底容器上設置锪孔部800的方法的說明圖。如該圖(a)所示,在推入沖頭410進行熱擴張成形之前,預先在成形用模體的底部301上設置筒狀部件即圓筒302。這里,雖然可以只用該圓筒302形成锪孔部,但是,為了在金屬坯200成形后容易取出該圓筒302,也可以預先把環狀的金屬板303放置在該圓筒302的上部(見圖(a))。環狀金屬板303其徑方向寬度比圓筒302的徑方向寬度稍大。這樣,在把金屬坯200成形為有底容器后,可容易地取出圓筒302。另外這時,環狀金屬板303在有底容器的成形后,嵌死在其底部。
只用圓筒部302成形锪孔部800時,圓筒與金屬坯200相接側的圓筒直徑最好比圓筒與成形用模體300的底部301相接側的直徑小。也就是說,最好將圓筒302設成錐形,其直徑朝著加壓方向增大。這樣,從熱擴張成形后的金屬坯200上,可容易地取下圓筒302。
把金屬坯200裝入成形用模體的筒部300,載置在圓筒302和環狀金屬板303上(圖18(b)),將沖頭410推入金屬坯200,將其熱擴張成形為有底容器的形狀(圖18(c))。在這樣成形后的金屬坯200的底部,如圖18(d)所示,由圓筒302和環狀金屬板303形成環狀的槽。這樣只不過是形成了環狀槽,所以,為了形成锪孔部800,要用氣體燃燒器等的切斷裝置(圖未示),把存在于環狀槽內部的柱狀部分、即圓柱部切斷。這樣,可制造出底部備有锪孔部800的有底容器(圖18(e))。另外,根據需要,也可用切削加工等,對锪孔部800進行加工。
如圖18(b′)所示,采用圓柱304代替圓筒302,也可以在有底容器的底部形成锪孔部800。這時也同樣地,也可以把金屬板305載置在圓柱304上進行成形(圖18(c′)。與使用圓筒302時不同,使用圓柱304時,在成形有底容器的同時可在其底部形成锪孔部800(圖18(e′)。因此,不需要切斷圖(d)所示圓柱部的工序,但是另一方面,需要比使用圓筒302時大的加壓壓力。因此,最好根據壓力機的性能、所制造的有底容器的大小等,決定是使用圓筒302還是使用圓柱304。
另外,只用圓柱304形成锪孔部800時,最好把圓柱設計成朝著加壓方向前方側增大的錐形。也就是說,圓柱304的軸方向斷面,最好是梯形狀的圓柱。這樣,從熱擴張成形后的金屬坯200上可容易地取下圓柱304。
另外,通過變更上述圓筒302和圓柱304的垂直于軸方向的斷面形狀,可以成形具有所需斷面形狀的锪孔部800。例如,通過將垂直于軸方向的斷面形狀做成為多角形,可以形成內面形狀為多角形的锪孔部800。這樣,可以形成與有底容器的外形吻合的锪孔部,所以,可將锪孔部的徑方向厚度保持為一定。
圖19表示用本發明制造方法成形的有底容器例,是其軸方向斷面圖。通過適當選擇上述圓筒或圓柱的直徑,可成形圖19(a)(b)所示的有底容器1。該圖(c)是在底部設置了二級锪孔部800的例子。設置二級锪孔部800時,可將軸方向斷面為凸形的成形工具(該成形工具例如是將直徑不同的二個圓柱做成為疊置的形狀)設置在金屬坯200的底上而成形。另外,也可以將直徑和高度不同的二個圓筒,設置在金屬坯200的底上成形。另外,也可以在圓筒的外側面設置相對于軸方向的臺階部。實施例4圖20是表示本發明實施例4之有底容器的軸方向斷面圖。該有底容器1,是在實施例1所示的制造方法中,把在熱擴張成形前成形的伸出部201(圖2(b))直接作為容器的法蘭使用。使用后核燃料存儲容器即重屏蔽容器,由于在一次蓋與二次蓋之間封入了數個氣壓的氦氣,所以,在二次蓋的安裝部作用著較大的力。另外,二次蓋有時也受到墜落的沖擊,所以,二次蓋的安裝部、即法蘭部要求具有堅固的構造。本發明的容器,將法蘭與筒體成形為一體,并且比筒體的直徑大,所以,可容易地將螺栓配置成二排,因此,可牢固地固定住二次蓋。
已往的重屏蔽容器中,是另外地制造法蘭部,再用焊接安裝在重屏蔽容器筒體上,所以制造所需的時間多。而本發明的制造方法,可制造端面形狀極好的有底厚壁容器,所以,形成在容器端面的伸出部201(圖2(b))幾乎不用加工,就可以作為法蘭使用。因此,可省略焊接及焊接后的熱處理工序,使制造工序簡單化。另外,圖20中,是把在熱擴張成形前形成的伸出部201(圖2(b)),直接作為容器的法蘭使用,但是也可以用切削加工等去除該伸出部201,對容器開口部內側實施加工,形成已往使用的不伸出的法蘭。這時也同樣地,法蘭部與筒體成形為一體,所以,能充分確保強度和密閉性。實施例5下面,說明有底容器1的另一制造方法。圖21至圖26,是表示圖12所示重屏蔽容器100的有底容器1的制造工序說明圖。該有底容器1的成形,是將鐓鍛工序和深沖工序組合進行的。
首先,在壓力加工機(圖未示)的滑動臺20上疊置環狀的第1模21、第2模22和第3模23,在該第1模21~第3模23中,配置第1加壓臺24、第2加壓臺25和第3加壓臺26,構成模具(圖21(a))。沖孔沖頭27設置于金屬坯W的上面上。該沖孔沖頭27被安裝在壓力加工機沖頭上的挺桿28加壓(圖21b))。金屬坯W設置在第1模21內。該金屬坯W由直空鑄造成形的低碳鋼或不銹鋼構成,其上面是圓形,下面是比上面小的圓形或圓錐臺形(傾斜面角度圖未示)。加壓加工時,金屬坯W被加熱到1000℃~1200℃的范圍。該加熱用電爐進行,以赤熱的狀態設置在滑動臺20上。另外,也可以在第1模21與金屬坯W之間設置上述的圓筒302和環狀金屬板303(圖18(a)),在底部形成锪孔部。
在設置了金屬坯W后,加壓沖孔沖頭27,進行鐓鍛加工(圖21(c))。由于第1模21的內端部是開口形狀,所以,金屬材料流動到沖孔沖頭27與第1模的開口部分21a之間,金屬坯W變形為盤狀。接著,用吊具29把挺桿28連同第1模21一起吊起(圖21(d)),再使滑動臺20移動,運出模具,取下第1加壓臺24(圖21(e))。
把金屬坯W連同第1模21一起吊起后,在該狀態,把隔撐30設置在第2模22上(圖22(a))。接著,使滑動臺20移動,運入模具(圖22(b)),將沖孔沖頭27壓下,借助第1模21實施深沖加工(圖22(c))。這樣,金屬坯W在通過第1模21時,其頂部的皿狀部分被深沖,成為杯形,并位于第2模22內。接著,使挺桿28和吊具29退避到上方,使滑動臺20移動,運出金屬坯W和模具,同時卸下隔撐30(圖22(d))。
在該狀態,沖孔沖頭27留在成為杯形的金屬坯W的底部(圖23(a))。接著,在取下了隔撐30的狀態,降下挺桿28,用沖孔沖頭27加壓(圖23(b))。這樣,金屬坯W被進一步鐓粗,金屬材料從第2模22的開口部分22a與沖孔沖頭27之間流出,金屬坯W變形。接著,用吊具29把第2模22連同金屬坯W一起吊起(圖23(c))。在該狀態使滑動臺20移動,運出模具,卸下第2加壓臺25(圖23(d))。
接著,把隔撐31設置在第3模23上(圖24(a))。再使滑動臺20移動,運入模具(圖24(b))后,將沖孔沖頭27壓下,借助第2模22實施深沖加工(圖24(c))。這樣,金屬坯W在通過第2模22時,其腹部被深沖,成為杯狀。接著,使挺桿28和吊具29退避到上方,使滑動臺20移動,運出金屬坯W和模具,同時卸下隔撐31(圖24(d))。在該狀態,沖孔沖頭27留在成為杯形的金屬坯W的底部。
接著,使滑動臺20移動,使金屬坯W位于挺桿28的下方(圖25(a)),使挺桿28下降,用沖孔沖頭27加壓金屬坯W(圖25(b))。這樣,金屬坯W被進一步鐓鍛,金屬材料從第3模23的開口部分23a與沖孔沖頭27之間流出,金屬坯W變形。接著,用吊具29把第3模23連同金屬坯W一起吊起(圖25(c))。在該狀態使滑動臺20移動,取下第3加壓臺26(圖25(d))。
接著,把隔撐32設置在滑動臺20上(圖26(a))。再使滑動臺20移動,運入隔撐32(圖26(b))后,將沖孔沖頭27壓下,借助第3模23實施深沖加工(圖26(c))。這樣,金屬坯W在通過第3模23時,其腹部被深沖。接著,使挺桿28和吊具29退避到上方,使滑動臺20移動,運出金屬坯W,同時卸下隔撐32(圖26(d))。在該狀態,沖孔沖頭27留在成為杯形的金屬坯W的底部,將該沖孔沖頭27直接作為有底容器1的底使用。另外,也可以去掉沖孔沖頭27使用。另外,使滑動臺20移動,運入隔撐32時(圖26(b)),把圓筒隔撐302(圖2(e″))設在隔撐32的內部,用沖孔沖頭27將金屬坯W的底部沖穿,用該方法也能成形圓筒狀容器。
上述的成形結束后,實施預定的熱處理,進行有底容器內面的機械加工。這樣,成形后的有底容器1,從金屬坯W的斷面減少率約為40%。另外,與采用通常的后方擠壓成形法成形有底容器時相比,采用后方擠壓成形法時,有底容器的底部厚,導致重屏蔽容器的重量增加。另外,需要大壓力的壓力機械,有時因有底容器的規模大而不能制造。而本實施例的制造方法,如上所述,是將鐓鍛和深沖組合起來進行成形,所以,鐓鍛時或深沖時的壓力可分別減小。因此,可采用已往所使用的大型壓力加工機成形。
圖27是表示上述有底容器的另一制造方法說明圖。上述制造方法中,如前所述,是采用圓筒形的沖孔沖頭27及加壓臺24~26、以及內部圓環狀的模21~23,但是,沖孔沖頭27等并不限于上述形狀。例如,如該圖(b)所示,要把有底容器1的外形做成為八角形時,只要把第1模21b~第3模的內部形狀做成為八角形即可。這時,設置在模內的加壓臺24b也是八角形。
另外,要把有底容器1的內形做成為八角形時,如該圖(c)所示,只要把沖孔沖頭27c做成為八角形即可。這時的金屬坯W是八角錐臺形狀(圖示省略了錐形角度)。另外,要把有底容器1的內形做成為帶臺階形時,如該圖(d)所示,只要把沖孔沖頭27d做成帶臺階形狀的角柱即可。另外,要把有底容器的內外形做成為八角形時,只要采用該圖(b)所示的模21b和該圖(c)所示的沖孔沖頭27c即可。另外,即使是八角形以外的形狀,根據本發明的制造方法,只要改變沖孔沖頭、模等的形狀,就可以與上述同樣地成形。另外,圖27所示的沖孔沖頭27c和27d,也適用于實施例1的制造方法。
圖28是表示另一制造方法實施例的說明圖。該制造方法中,把挺桿51設置在壓力加工機的滑動臺52上,并且把沖孔沖頭53安裝在該挺桿51的頂部,把加壓臺54安裝在壓力加工機的沖頭55上。即,如圖(a)所示,把金屬坯W載置在沖孔沖頭53上,使壓力加工機的沖頭55下降,借助第1模56進行金屬坯W的鐓鍛加工。
接著,金屬坯W的下端變形為皿狀后,使沖頭55退避,運出金屬坯W(圖未示)。然后,把多個個隔撐57載置在第1模56的上部,運入到沖頭55的下方。另外,加壓臺54從沖頭55上卸下。在該狀態使沖頭55下降進行加壓時,如該圖(b)所示,借助第1模56,金屬坯W被深沖。該第1模56退避到下方。
接著,與上述同樣地,運出金屬坯W,取下隔撐57,并且安裝上加壓臺54后,再運入沖頭55的下方(圖未示)。另外,在沖頭55側安裝著第2模58。在該狀態使沖頭55下降,鐓鍛加壓金屬坯W(該圖(c))。接著,在暫時運出了金屬坯W后,把多個隔撐59設置在第2模58上,并卸下加壓臺54,再運入。然后,在該狀態使沖頭55下降加壓,如該圖(d)的示,有底容器1的腹部被沖深。該第2模58退避到下方。
接著,與上述同樣地,運出金屬坯W,取下隔撐59后,再運入沖頭55的下方(圖未示)。另外,在沖頭55側,安裝著第3模60和加壓臺54。在該狀態使沖頭55下降,加壓金屬坯W時,如該圖(e)所示,金屬坯W進一步變形。然后,運出金屬坯W后,把多個隔撐61設置在第3模60上,并卸下加壓臺54后,再運入。然后,在該狀態使沖頭55下降加壓時,如該圖(f)所示,有底容器1的腹部被沖深。該第3模60退避到下方。另外,可用于本發明方法的材料,除了碳素鋼、不銹鋼、低合金鋼等的鐵系材料外,也包含鎳合金、鋁合金、銅合金、鎂合金等的非鐵金屬。
下面說明具體的成形條件。采用低碳素鋼的金屬坯,將其加熱到1000°,設畸變速度為0.1~1s時,其變形阻力為1.5~3kgf/mm2。例如,用1分鐘沖壓1m長度,用30度模使外徑從2500mm減少到2200mm時,設內徑為1420mm,則畸變為1n((25002-14202)/(22002-14202))=0.4用時間(2500-2200/2/tan30°)/(1000/60)=15.6sec加工它。因此,這時的畸變速度為0.025-1s。
設變形阻力為3kgf/mm2時,摩擦系數為0.3,則沖壓力為3×π/4×(22002-14202)×1n((25002-14202)/(22002- 但是,由于初期溫度高,沖壓力為其一半、即2730tonf。另外,沖壓時,底部不沖穿的最終厚度是 ,因此,必須在該值以上。
產品長度為4885mm時,材料長為4885×(22002-14202)/22002=2850mm。所以,設一次的鐓鍛量為1/3、即950mm,設到達模具約束部的高度為最終底厚度即700mm時,所需的鐓鍛力為3×π/4×14202×(1+0.3×1420/700/2)=6196700kgf。
該大小的壓力,可用8000ton壓力機成形。
而后方擠壓成形時的擠壓力為3×π/4×22002×(1n(22002/(22002-14202))×(1+2× 所以,需要20000ton的壓力。
如上所述,本發明的放射性物質存儲容器及容器中,采用底部與筒部一體成形的有底容器,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略焊接后的熱處理。結果,可大幅度減少制造工作量和時間。另外,由于上述有底容器是用熱擴張成形的,所以,其所需的加壓壓力可比熱后方擠出成形時小。
另外,本發明的放射性物質存儲容器及容器,是采用垂直于軸方向的斷面為多角形的金屬坯、和垂直于軸方向的斷面內形狀為圓形的成形用模體成形為有底容器。因此,不象已往那樣要焊接底板,可減少制造工作量和時間。另外,在擴張成形中,借助將上述金屬坯的多角形一邊彎曲的作用,可以用比已往小的壓力,成形有底容器。
另外,本發明的放射性物質存儲容器及容器,是采用垂直于軸方向的斷面為多角形的金屬坯、和垂直于軸方向的斷面內形狀為多角形的成形用模體成形為有底容器。不象已往那樣要焊接底板,可減少制造工作量和時間。另外,在擴張成形中,借助將上述金屬坯的多角形的一邊彎曲的作用,可以用比已往小的壓力,成形有底容器。另外,可容易地成形具有對應于各種用途所需外形的有底容器。
另外,本發明的放射性物質存儲容器,是在成形用模體內,用熱擴張成形,將厚壁有底容器的底部和筒部成形為一體。該有底容器的軸方向長度長并且內徑大,能收容使用后核燃料集合體的筐。因此,不象已往那樣要焊接底板,可省略焊接后的熱處理,所以,減少制造工作量和時間。對于壁厚且軸方向尺寸達數米、內徑達2~2.5米的有底容器,省略上述工序的效果極大。
另外,本發明的放射性物質存儲容器,由于沖孔沖頭的斷面尺寸形狀與收容在容器內部的、使用后核燃料集合體的筐的斷面的近似,所以,在熱擴張成形后,切削容器內部的作業容易,制造工作量和時間少。
另外,本發明的放射性物質存儲容器,在成形用模體內,用熱擴張成形形成底部和筒部為一體的有底容器,把放射性物質收容在該有底容器內時,上述筒部側面略中央部的外壁表面的γ射線的線量當量率在200μsv/h以下。為了滿足容器側面略中央部外壁表面的γ射線的線量當量率在200μsv/h以下這一條件,必須用不銹鋼或碳素鋼等制造壁厚達數十cm的容器。由于該厚壁容器的筒部和底部一體成形,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略焊接后的熱處理,可減少制造工作量和時間。尤其對于厚壁的有底容器,省略上述工序的效果極大。
另外,本發明的放射性物質存儲容器,是在上述放射性物質存儲容器和容器中,上述有底容器,其外徑為1000mm以上、30000mm以下,其壁厚為150mm以上、300mm以下。由于該厚壁容器的筒部和底部一體成形,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略焊接后的熱處理,可減少制造工作量和時間。尤其對于軸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,本發明的放射性物質存儲容器和容器,把至少在加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形。因此,不象已往那樣要焊接底板,可省略焊接后的熱處理,另外,該有底容器,在端部和容器表面產生的缺陷少,成形后,可減少修整這些缺陷的工作量,節省制造時間。
另外,本發明的放射性物質存儲容器中,用熱壓加工,將上述底和筒部一體成形。另外,本發明的放射性物質存儲容器中,將金屬坯加熱,用鐓鍛深沖成形,把上述底和筒部一體成形。因此,可省略焊接工序及其后的熱處理工序,可減少制造工作量和時間。
另外,本發明的放射性物質存儲容器,在上述有底容器的底部,一體地備有锪孔部。該有底容器,由于在熱擴張成形時,也一體地成形了锪孔部,所以,可以省略設置锪孔部的工序,減少制造工作量和時間。
另外,本發明的放射性物質存儲容器,在上述有底容器的筒部一體地設有法蘭。所以,可省略焊接及焊接后的熱處理工序,減少制造工作量和時間。另外,也可確保容器本身的密閉性和強度。
另外,本發明的放射性物質存儲容器和容器,上述有底容器的筒部外側斷面或內側斷面之中的至少一方是多角形。因此,在擴張成形有底容器時,可以將容器的內側斷面形狀成形為與筐吻合的形狀,所以,可省略掉已往所必需的、切削容器內部的工序,減少制造工作量和時間。
另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯,其至少加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形。因此,產生使多角形的邊彎曲的作用、和抑制金屬坯鐓鍛的作用。利用這些作用,可用比已往小的加壓壓力成形軸方向長度與直徑之比為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產生的缺陷。
另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯,加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方至少備有一個平面。在熱擴張成形時,由于借助使該平面彎曲的作用,進行擴張成形,所以,熱擴張成形時所需的力比側面為曲面時小。因此,可用比已往小的加壓壓力,成形軸方向長度大的厚壁容器。另外,與側面為曲面時相比,也可減少裂縫等的內部缺陷。
另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯,是在上述熱擴張成形用金屬坯中,其特征在于,上述金屬坯的加壓方向前方側設計成為朝著加壓方向變細的錐形。另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯,是在上述熱擴張成形用金屬坯中,其特征在于,上述金屬坯的加壓方向前方側朝著加壓方向階段變細地設有至少一個以上的臺階部。這些金屬坯,在熱擴張成形的最終階段,可延遲金屬充滿成形用模體底部附近的時間。因此,在熱擴張成形的最終階段,抑制鐓鍛,結果,可減小熱擴張成形時的加壓壓力。
另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯,在加壓方向后方側的端部備有伸出部。因此,該伸出部在熱擴張成形時,將金屬坯與成形用模體的端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于在側面至少備有一個平面,所以,也產生使該平面彎曲的作用和抑制金屬坯鐓鍛的作用。因此,利用它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,由于在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側,所以,可使容器的制造工序簡單化。
另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯,在加壓方向后方側備有伸出部。所以,該伸出部在熱擴張成形時,將金屬坯與成形用模體的端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,所以,也產生使多角形斷面的各邊彎曲的作用和抑制金屬坯鐓鍛的作用。因此,利用它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,由于在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側,所以,不需要把伸出部形成在加壓方向后方側的工序,可使容器的制造簡單化。
另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯中,由于在加壓方向后方側備有伸出部,所以,該伸出部在熱擴張成形時,將金屬坯與成形用模體的端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,所以,也產生上述的彎曲作用和抑制金屬流動作用。另外,由于加壓方向前方側朝著加壓方向階段地變細,所以,在熱擴張成形的最終階段,抑制鐓鍛現象,可抑制加壓壓力的增加。因此,利用它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,由于在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側,所以,不需要把伸出部形成在加壓方向后方側的工序。
另外,本發明的熱擴張成形用金屬坯中,由于在加壓方向后方側備有伸出部,該伸出部在熱擴張成形時將金屬坯與成形用模體的端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,金屬坯的側面中的至少一方,備有至少一個平面,所以,也產生上述的彎曲作用和抑制金屬流動的作用。另外,由于加壓前方側朝著加壓方向階段地變細,所以,在熱擴張成形的最終階段,抑制鐓鍛現象,可抑制加壓壓力的增加。因此,利用它們的相互作用,可減小加壓壓力。另外,該金屬坯,由于在制造時預先把伸出部設置在金屬坯的加壓方向后方側,所以,不需要把伸出部形成在加壓方向后方側的工序。
另外,本發明的容器,是在上述放射性物質存儲容器和容器中,上述有底容器,其外徑為200mm以上、4000mm以下,其壁厚為20mm以上、400mm以下。由于使底部和筒部為一體地成形這樣的厚壁容器,所以,不象已往那樣要焊接底板,可省略焊接后的熱處理,減少制造工作量和時間。尤其對于軸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,本發明的有底容器制造裝置,備有成形用模體和沖孔沖頭;上述成形用模體的筒部和容器底部,在容器筒部的軸方向可相對移動;上述沖孔沖頭,安裝在壓力加工機上,對裝入在成形用模體內的熱擴張成形用金屬坯加壓。
因此,在熱擴張成形時,成形用模體的筒部與被成形金屬坯幾乎不相對移動,這樣,可抑制熱擴張成形時的加壓壓力增加。
另外,本發明的有底容器制造裝置中,將上述成形用模體的筒部在軸方向分割。因此,即使在成形軸方向長度大的金屬坯時,也能由整個成形用模體吸收熱擴張成形時的金屬坯的相對于軸方向的變形。因此,可抑制加壓壓力的增加。
另外,本發明的放射性物質存儲容器的制造方法,對底部和筒部成形為一體的有底容器外側進行切削加工,另外,把內部切削加工成臺階狀,設置使用后燃料集合體的筐的收容部位,或者,切削加工內部,制成放射性物質存儲容器。因此,可容易地切削加工有底容器的內側。
另外,本發明的放射性物質存儲容器的制造方法,用熱擴張成形,使底部和筒部為一體地成形有底容器,切削加工該有底容器的外側,另外,把內部切削加工成臺階狀,設置使用后燃料集合體的筐的收容部位,或者,切削加工內部,制成放射性物質存儲容器。因此,可容易地切削加工有底容器的內側。
另外,本發明的有底容器制造方法,把沖孔沖頭推入金屬坯,用朝向成形用模體內壁的力使該金屬坯的平面彎曲,把金屬坯朝著成形用模體與金屬坯間的空隙擴張成形。
該容器的制造方法中,借助使金屬坯側面的平面彎曲的作用,將金屬坯朝著成形用模體內壁側擴張。另外,由于金屬坯擴張到金屬坯與成形用模體內壁之間的空間內,所以,可抑制金屬坯的鐓鍛現象。由于該作用,在該容器制造方法中,所需的加壓壓力可比已往小,并且,也可抑制在成形后的容器的端部和表面上產生的缺陷。
另外,本發明的有底容器制造方法中,采用在加壓方向后方側端部備有伸出部的金屬坯,該伸出部與成形用模體的入口端部接合。因此,在熱擴張成形時,該伸出部將金屬坯與成形用模體端部接合。借助該作用,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側鐓鍛。另外,由于該金屬坯,其側面至少備有一個平面,所以,也產生上述的彎曲作用和抑制金屬朝著與加壓方向相反側流的作用。因此,借助它們的相互作用,可抑制加壓壓力。另外,也可抑制在成形后容器的端部和表面上產生的缺陷。
另外,本發明的有底容器制造方法中,將金屬坯熱擴張成形,該金屬坯的至少加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形。因此,在加壓方向前方側,金屬坯擴張到加壓方向前方側與成形用模體之間的空間內,所以,可抑制金屬坯的鐓鍛現象。因此,該容器制造方法中,所需的加壓壓力可比已往小,另外,也可抑制在成形后容器的端部和表面上產生的缺陷。
另外,本發明的有底容器制造方法中,將金屬坯熱擴張成形,該金屬坯的加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方備有至少一個平面。這樣,熱擴張成形時所需的力比側面為曲面時小。因此,與已往的容器制造方法相比,所需的加壓壓力小,另外,也能減少裂縫等的內部缺陷。
另外,本發明的厚金屬制圓筒物或圓筒容器的熱壓成形法中,把異徑斷面形狀的無接縫金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入成形用模體內,然后,用沖頭一邊在該無縫金屬坯中心沖孔,一邊加壓加工。上述無接縫金屬坯,其加壓方向前方側斷面的外徑或對角線長度小于成形用模體的內徑,或者對角線長度等于成形用模體的內徑;其后方側斷面的外徑或對角線長度與成形用模體相同。因此,無接縫金屬坯使加壓成形荷載減低,并且提高產品合格率,并可得到端面形狀好的沖壓成形品。
另外,本發明的筒形物或容器制造方法中,把金屬坯熱擴張成形,該金屬坯,其加壓方向前方側橫截面的外徑小于成形用模體的內徑,其后方側斷面的外徑與成形用模體的內徑相同。因此,可以用比已往小的加壓壓力成形厚壁容器,端部和表面產生的缺陷也少,所以可減少成形后修整這些缺陷的時間。與圓形斷面相比,比較容易加工金屬坯。因此,可減少制造工作量和時間。
另外,本發明的筒形物或容器的制造方法中,把金屬坯熱擴張成形,該金屬坯,其加壓方向前方側斷面的對角線長度小于成形用模體的內徑,后方側斷面的對角線長度,與成形用模體的內徑略相同。因此,可以用比已往小的加壓壓力成形厚壁容器,端部和容器表面產生的缺陷也少,所以可減少成形后修整這些缺陷的時間。與圓形斷面相比,比較容易加工金屬坯。
另外,本發明的筒形物或容器的制造方法中,把金屬坯熱擴張成形,該金屬坯,其加壓方向前方側橫截面的外徑小于成形用模體的內徑,后方側斷面的外徑,與成形用模體的內徑略相同。因此,加壓壓力比已往小,另外,端部和容器表面產生的缺陷也少,所以可減少成形后修整這些缺陷的時間。
另外,本發明的容器的制造方法中,包含在熱擴張成形前使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的延伸工序。另外,在該容器的制造方法中,借助使金屬坯的平面朝成形用模體內壁側彎曲的作用,將金屬坯擴張成形。上述延伸部,在熱擴張成形時,具有將金屬坯與成形用模體端部接合的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,借助將金屬坯的平面朝成形用模體內壁側彎曲的作用,可減低加壓壓力。利用它們的相互作用,該容器制造方法,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
另外,本發明的容器制造方法中,把金屬坯熱擴張成形,該金屬坯,在加壓方向后方側端部,預先備有與成形用模體的入口側端部接合的伸出部。因此,在熱擴張成形前,不需要使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的工序,所以,可縮短熱擴張的時間。結果,可在金屬坯溫度未下降前結束成形,端部形狀可更加良好。另外,也可省略上述的延伸工序,減少制造工作量和時間。
另外,本發明的容器制造方法中,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的延伸工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有將金屬坯與成形用模體端部接合的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于把至少加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯擴張成形,所以,產生使多角形的各邊朝成形用模體內壁側彎曲的作用。借助它們的相互作用,該容器制造方法與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
另外,本發明的容器制造方法中,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體筒部上的延伸工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有將金屬坯與成形用模體端部接合的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,由于把在至少一方備有至少一個平面的金屬坯擴張成形,所以,產生使金屬坯的平面朝成形用模體內壁側彎曲的作用。借助它們的相互作用,該容器制造方法與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
本發明的厚金屬制圓筒物或圓筒容器的熱壓成形法中,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的延伸工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有將金屬坯與成形用模體端部接合的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,上述金屬坯,其加壓方向前方側斷面的外徑或對角線長度小于成形用模體的內徑、或者對角線長度等于成形用模體的內徑。因此,金屬從加壓后方側被供給,并且 借助被加熱的鋼的良好塑性加工的作用效果,一邊朝側方擴張,一邊被加工,所以,充滿成形用模體的空間,可從無接縫金屬坯制成預定形狀的沖壓產品。借助它們的相互作用,與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
另外,本發明的筒狀物或容器的制造方法中,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的延伸工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有將金屬坯與成形用模體端部接合的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,該金屬坯是四角形斷面,其加壓方向前方側斷面的對角線長度,小于成形用模體的內徑。所以,借助使四角形斷面的各邊彎曲的作用,進行擴張在形。另外,金屬坯的加壓方向后方側,抑制加壓方向前方側的鐓鍛。利用它們的相互作用,該制造方法與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。
另外,本發明的筒狀物或容器的制造方法中,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的延伸工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有將金屬坯與成形用模體端部接合的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,該金屬坯是四角形斷面,其加壓方向前方側橫斷面的對角線長度小于成形用模體的內徑。所以,借助使四角形橫斷面的各邊彎曲的作用,進行擴張在形。另外,金屬坯的加壓方向后方側,抑制加壓方向前方側的鐓鍛。利用它們的相互作用,該制造方法與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。另外,該方法中使用的金屬坯,與一方為圓形斷面的金屬坯相比,比較容易加工。
另外,本發明的筒狀物或容器的制造方法中,包含在熱擴張成形前,使金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體筒部上的延伸工序。該延伸部,在熱擴張成形時,具有將金屬坯與成形用模體端部接合的作用,所以,成形用模體與金屬坯的約束更加強,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。另外,該金屬坯,其加壓方向后方側與成形用模體的內徑略同徑,所以,可抑制加壓方向前方側的鐓鍛。利用它們的相互作用,該制造方法與后方擠壓法等相比,可用小的加壓壓力成形厚壁容器。另外,該方法中使用的金屬坯,與斷面形狀不同的金屬坯相比,比較容易加工。
另外,本發明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,包含成形工序,該成形工序是,用鍛造工序成形上述金屬坯,把該金屬坯的至少加壓方向前方側成形為方斷面。另外,本發明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,包含設置錐形的工序,該工序是,在上述鍛造工序中,將金屬坯的加壓方向前方側形成為朝著加壓方向變細的錐形。另外,本發明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,包含設置臺階部的工序,該工序是,在上述鍛造工序中,使金屬坯的加壓方向前方側朝著加壓方向階段地變細地、設置至少一個臺階部。這些的容器制造方法,在熱擴張成形的最終階段,可延遲金屬充滿成形用模體底部附近的時間。因此,可抑制金屬坯的鐓鍛現象,可減小熱擴張成形最終階段的加壓壓力。
另外,本發明的容器制造方法中,借助設在金屬坯底的筒狀部件,在成形有底容器的同時,在該有底容器的底部形成锪孔部。不需要已往那樣用切削方法設置锪孔部,加工費時間。而本發明中,在擴張成形后,只要去除留在容器底部的柱狀部分即可,所以與已往相比,加工省時間另外,本發明的容器制造方法中,借助設在金屬坯底的柱狀部件,在成形有底容器的同時,在該有底容器的底部形成锪孔部。因此,可在擴張成形的同時,形成锪孔部。與已往相比,加工時間少。另外,可省略掉去除柱狀部件的工序,與上述锪孔部形成方法相比,不需要形成锪孔部的時間。
本發明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,上述成形用模體的筒部,可相對于成形用模體的底部移動。因此,在熱擴張成形時,成形用模體的筒部與被成形金屬坯幾乎不相對移動,所以,可抑制加壓壓力的增加。
本發明的容器制造方法,是在上述的容器制造方法中,其特征在于,將上述成形用模體的筒部,在軸方向分割。因此,即使在成形軸方向長度大的金屬坯時,也可抑制加壓壓力的增加。
另外,本發明的容器制造方法中,包含鐓鍛工序和深沖工序;在鐓鍛工序,把加壓臺設置在內端部形成開口部分的環狀模子內,把金屬坯放入由模子和加壓臺構成的模具內,用沖孔沖頭對金屬坯進行加壓鐓鍛;在深沖工序,將隔撐設置在模子的下部,用上述沖孔沖頭擠壓金屬坯,將該金屬坯深沖。
因此,可容易地進行有底容器的成形。
另外,本發明的容器制造方法中,包含鐓鍛準備工序、鐓鍛工序、退避工序、深沖準備工序、深沖工序、反復工序;在鐓鍛準備工序,將內端部形成開口部分的多個環狀模子疊置,把多個加壓臺疊置在該模子內,把金屬坯放入由模子和加壓臺構成的模具內;在鐓鍛工序,用被壓力加工機作動的沖孔沖頭,從模具上方加壓鐓鍛金屬坯;在退避工序,使沖孔沖頭和上部的模子連同金屬坯一起退避;在深沖準備工序,卸下上述使用過的加壓臺,把筒狀隔撐設置在下一個模子上,把上述退避的模子連同金屬坯載置在該隔撐上;在深沖工序,用上述沖孔沖頭擠壓金屬坯,借助上述模子進行金屬坯的深沖加工;
在反復工序,采用下一個加壓臺和模子,用長度與金屬坯的變形吻合的隔撐反復上述同樣的工序。
因此,可抑制加壓力,制造容易。
工業實用性如上所述,本發明的放射性物質存儲容器、放射性物質存儲容器的制造裝置及制造方法,適用于制造收容、運送、儲存使用后核燃料集合體或放射性污染物質的重屏蔽容器那樣的厚壁容器。可提供制造工作量和時間少的容器,并且,可抑制圓筒端部和容器表面產生的缺陷。
權利要求
1.放射性物質存儲容器,其特征在于,具有厚壁的有底容器,該厚壁的有底容器是通過在成形用模體中將金屬坯熱擴張,將底部和筒部一體地成形。
2.放射性物質存儲容器,其特征在于,具有厚壁的有底容器,該厚壁的有底容器,是通過在成形用模體中將金屬坯熱擴張來加工了筒部后,在該筒部的一端側留下不沖穿的部分,將該部分作為底部,從而將該底部與上述筒部一體成形。
3.如權利要求1或2所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,上述金屬坯的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,上述成形用模體的、垂直于軸方向的斷面內形狀是圓形。
4.如權利要求1或2所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,上述金屬坯的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,上述成形用模體的、垂直于軸方向的斷面內形狀是多角形。
5.放射性物質存儲容器,其特征在于,具有有底容器,該有底容器收容使用后核燃料集合體的筐,該有底容器通過在成形用模體中熱擴張成形而將底部和筒部一體成形。
6.如權利要求1至5中任一項所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,上述沖孔沖頭的斷面尺寸形狀近似于使用后核燃料集合體的筐的斷面。
7.放射性物質存儲容器,其特征在于,具有有底容器,該有底容器通過在成形用模體內熱擴張成形而將底部和筒部一體成形,把放射性物質收容在該有底容器內時,上述筒部側面略中央部的外壁表面的γ射線的線量當量率在200μsv/h以下。
8.如權利要求1至3中任一項所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,上述有底容器其外徑為1000mm以上、3000mm以下,其壁厚為150mm以上、300mm以下。
9.放射性物質存儲容器,其特征在于,具有有底容器,該有底容器是這樣成形的把至少在加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,將底部和筒部一體成形。
10.放射性物質存儲容器,其特征在于,備有有底容器、中子屏蔽材和蓋;上述有底容器的底部和筒部用熱加壓一體成形,屏蔽從使用后燃料等的放射性物質產生的γ射線;上述中子屏蔽材配置在該有底容器的周圍,屏蔽從放射性物質產生的中子;上述蓋將有底容器的開口封閉。
11.放射性物質存儲容器,其特征在于,備有有底容器和中子屏蔽材;上述有底容器的有底筒部內收容使用后燃料等放射性物質,屏蔽該放射性物質產生的γ射線;上述中子屏蔽材配置在該有底容器的周圍,屏蔽放射性物質產生的中子;將金屬坯加熱,通過鐓鍛深沖成形,將上述底部和筒部一體成形。
12.如權利要求1至11中任一項所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,在上述有底容器的成形時,在底部一體地成形了锪孔部。
13.如權利要求1至12中任一項所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,在上述有底容器的筒部一體地設有法蘭。
14.如權利要求1至13中任一項所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,上述有底容器,其垂直于軸方向的外側斷面或內側斷面之中的至少一方是多角形。
15.熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,其至少加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形。
16.熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方,至少備有一個平面。
17.如權利要求15或16所述的熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,上述金屬坯的加壓方向前方側設計成為朝著加壓方向變細的錐形。
18.如權利要求15或16所述的熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,上述金屬坯的加壓方向前方側朝著加壓方向階段變細地設有至少一個以上的臺階部。
19.熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,在側面備有至少一個平面;并且,在加壓方向后方側的端部備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
20.熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形;并且,在加壓方向后方側,備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
21.熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀是多角形,并且,加壓方向前方側朝著加壓方向階段變細地設有至少一個以上的臺階部;另外,在加壓方向后方側,備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
22.熱擴張成形用金屬坯,其特征在于,加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方,備有至少一個平面,并且,加壓方向前方側朝著加壓方向階段變細地設有至少一個以上的臺階部;另外,在加壓方向后方側,備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部。
23.容器,其特征在于,將金屬坯在成形用模體內熱擴張,將底部和筒部一體地成形,成為厚壁的有底容器。
24.容器,其特征在于,將金屬坯在成形用模體內熱擴張,加工了筒部后,在該筒部的一端側留下不沖穿的部分,將該部分作為底部,成形為厚壁的一體有底容器。
25.如權利要求23或24所述的容器,其特征在于,上述金屬坯的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形;上述成形用模體的垂直于軸方向的斷面內形狀是圓形。
26.如權利要求23或24所述的放射性物質存儲容器,其特征在于,上述金屬坯的垂直于軸方向的斷面形狀是多角形;上述成形用模體的垂直于軸方向的斷面內形狀是多角形。
27.如權利要求23至26中任一項所述的容器,其特征在于,上述有底容器,其外徑為200mm以上、4000mm以下,其壁厚為20mm以上、400mm以下。
28.容器,其特征在于,該容器是這樣成形的把至少加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體內,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,將底部和筒部一體成形。
29.如權利要求23至28中任一項所述的容器,其特征在于,上述有底容器,其垂直于軸方向的外側斷面或內側斷面之中的至少一方是多角形。
30.有底容器制造裝置,其特征在于,備有成形用模體和沖孔沖頭;上述成形用模體,至少備有容器筒部和容器底部,上述容器筒部和容器底部,在容器筒部的軸方向可相對移動;上述沖孔沖頭,安裝在壓力加工機上,對裝入在成形用模體內的熱擴張成形用金屬坯加壓。
31.有底容器制造裝置,其特征在于,備有成形用模體和沖孔沖頭;上述成形用模體,至少備有在軸方向被分割的容器筒部和容器底部,上述容器筒部和容器底部,在容器筒部的軸方向可相對移動;上述沖孔沖頭,安裝在壓力加工機上,對裝入在成形用模體內的熱擴張成形用金屬坯加壓。
32.放射性物質存儲容器的制造方法,其特征在于,備有外側切削工序和內部切削工序;在外側切削工序,使通過熱擴張將底部和筒部一體成形的筒狀有底容器沿周方向旋轉,用工具切削其外周;在內部切削工序,切削有底容器的內部,使其形狀與收容使用后燃料集合體的筐外周形狀的至少一部分吻合。
33.放射性物質存儲容器的制造方法,其特征在于,備有熱擴張成形工序和內部切削工序;在熱擴張成形工序,使底部和筒部一體地、將有底容器熱擴張成形;在內部切削工序,切削上述有底容器的內部,使其形狀與收容使用后燃料集合體的筐外周形狀的至少一部分吻合。
34.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把側面至少備有一個平面的金屬坯與成形用模體內壁留有間隙地裝入成形用模體內;在熱擴張成形工序,把沖孔沖頭推入金屬坯內,將其平面朝內壁側彎曲地將金屬坯熱擴張成形。
35.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把金屬坯與成形用模體內壁留有間隙地裝入成形用模體內,該金屬坯,其側面至少備有一個平面,并且在加壓后方側的端部備有與成形用模體的入口端部接合的伸出部;在熱擴張成形工序,把沖孔沖頭推入上述金屬坯內,將其平面朝內壁側彎曲地將金屬坯熱擴張成形。
36.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把至少加壓方向前方側的、垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體內;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯內,將該金屬坯熱擴張成形。
37.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中的至少一方備有至少一個平面的金屬坯裝入成形用模體內;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯內,將該金屬坯熱擴張成形。
38.端面形狀好的厚金屬制圓筒物或圓筒容器的熱壓成形法,其特征在于,把異徑斷面形狀的無接縫金屬坯,加熱到加壓加工溫度后,裝入成形用模體內,然后,用沖頭一邊在該無接縫金屬坯中心沖孔,一邊加壓加工;上述無接縫金屬坯,其加壓方向前方側是具有小于成形用模體的內徑的外徑或對角線長度的外徑的橫截面形狀的構件、或者是具有對角線長度等于成形用模體的內徑橫截面形狀的構件;其后方側是具有與成形用模體相同的外徑或對角線長度的橫截面形狀的構件。
39.筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖孔沖頭將該金屬坯熱擴張成形;具有裝入工序和加壓加工工序;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,再裝入成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側是具有小于成形用模體的內徑的對角線長度外徑的橫截面形狀,后方側斷面的外徑與成形用模體的內徑略相同;在加壓加工工序,用上述沖孔沖頭,一對邊該金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
40.筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖孔沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,再裝入成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側是具有小于成形用模體的內徑的對角線長度的外徑的橫截面形狀,后方側是具有與成形用模體的內徑略相同的對角線長度的橫截形狀;在加壓加工工序,用上述沖孔沖頭,一對邊該金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
41.筒形物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖孔沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,再裝入成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側的斷面的外徑小于成形用模體的內徑,后方側的斷面的外徑與成形用模體的內徑基本相同;在加壓加工工序,用上述沖孔沖頭,一對邊該金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
42.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、延伸工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把側面至少備有一個平面的金屬坯與成形用模體內壁間留有間隙地裝入成形用模體;在延伸工序,擠壓金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體的入口側端部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯,將其平面朝內壁側彎曲,將金屬坯熱擴張成形。
43.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、熱擴張成形工序;在裝入工序,把金屬坯與成形用模體內壁間留有間隙地裝入成形用模體,該金屬坯,在側面至少備有一個平面,并且,在加壓方向后方側的端部備有與成形用模體的入口側端部接合的伸出部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯,將其平面朝內壁側彎曲,將金屬坯熱擴張成形。
44.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、延伸工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把至少在加壓方向前方側的垂直于軸方向的斷面形狀為多角形的金屬坯裝入成形用模體;在延伸工序,擠壓金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體的入口側端部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯,將金屬坯熱擴張成形。
45.容器的制造方法,其特征在于,備有裝入工序、延伸工序和熱擴張成形工序;在裝入工序,把金屬坯裝入成形用模體,該金屬坯,其加壓方向前方側的側面或加壓方向后方側的側面二者之中至少一方備有至少一個平面;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體的入口側端部;在熱擴張成形工序,將沖孔沖頭推入上述金屬坯,將金屬坯熱擴張成形。
46.端面形狀好的厚金屬制圓筒物或圓筒容器的熱壓成形法,其特征在于,把異徑斷面形狀的無接縫金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入成形用模體內,擠壓上述金屬坯,使該金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體的入口側端部,然后,用沖頭一邊在該無接縫金屬坯中心沖孔,一邊加壓加工;上述無接縫金屬坯,其加壓方向前方側是具有小于成形用模體的內徑的外徑或對角線長度的外徑的橫截面形狀的構件、或者是具有等于成形用模體的內徑對角線長度的外徑的橫截面形狀的構件;其后方側是斷面的外徑或對角線長度與成形用模體的內徑相同的構件。
47.筒狀物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入加壓成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側的橫斷面的對角線長度小于成形用模體的內徑,后方側的橫斷面的外徑基本等于成形用模體的內徑;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,將該金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體的入口側端部;在加壓加工工序,用沖孔沖頭一邊對金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
48.筒狀物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入加壓成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側的橫斷面的對角線長度小于成形用模體的內徑,后方側的橫斷面的對角線長度基本等于成形用模體的內徑;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,將該金屬坯的加壓方向后方側延伸到成形用模體的入口側端部;在加壓加工工序,用沖孔沖頭一邊對金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
49.筒狀物或容器的制造方法,其特征在于,把金屬坯裝入成形用模體,用被壓力加壓機作動的沖頭,將該金屬坯熱擴張成形;具有裝入工序、延伸工序及加壓加工工序,在裝入工序,把金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入加壓成形用模體;該金屬坯,其加壓方向前方側的橫斷面的外徑小于成形用模體的內徑,后方側的橫斷面的外徑基本等于成形用模體的內徑;在延伸工序,擠壓上述金屬坯,將該金屬坯的加壓方向后方側,延伸到成形用模體的入口側端部;在加壓加工工序,用沖孔沖頭一邊對金屬坯的中心沖孔,一邊加壓加工。
50.如權利要求34至49中任一項所述的容器制造方法,其特征在于,包含金屬坯成形工序,在該金屬坯成形工序,用鍛造工序成形上述金屬坯,把該金屬坯的至少加壓方向前方側成形為方斷面。
51.如權利要求50所述的容器制造方法,其特征在于,包含設計錐形的工序,該工序是,在上述鍛造工序中,將金屬坯的加壓方向前方側形成為朝著加壓方向變細的錐形。
52.如權利要求50所述的容器制造方法,其特征在于,包含設置臺階部的工序,該工序是,在上述鍛造工序中,使金屬坯的加壓方向前方側朝著加壓方向階段地變細地、設置至少一個臺階部。
53.如權利要求34至52中任一項所述的容器制造方法,其特征在于,備有裝入工序、成形工序、卸下工序、去除工序;在裝入工序,在金屬坯與成形用模體的底之間設置筒狀部件后,把金屬坯裝入成形用模體;在成形工序,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,成為底部和筒部為一體的有底容器;在卸下工序,從成形后的有底容器的底部,卸下上述筒狀部件;在去除工序,把由上述筒狀部件形成在有底容器底部的柱狀部分去除掉。
54.如權利要求34至52中任一項所述的容器制造方法,其特征在于,備有裝入工序、成形工序、卸下工序;在裝入工序,在金屬坯與成形用模體的底之間設置柱狀部件后,把金屬坯裝入成形用模體;在成形工序,將沖孔沖頭推入該金屬坯,將該金屬坯熱擴張成形,成為底部和筒部為一體的有底容器;在卸下工序,從成形后的有底容器的底部卸下上述柱狀部件。
55.如權利要求34至54中任一項所述的容器制造方法,其特征在于,上述成形用模體的筒部可相對于該成形用模體的底部移動。
56.如權利要求55所述的容器制造方法,其特征在于,上述成形用模體的筒部在軸方向被分割。
57.容器的制造方法,其特征在于,備有鐓鍛工序和深沖工序;在鐓鍛工序,把加壓臺設置在內端部形成開口部分的環狀模子內,把金屬坯放入由模子和加壓臺構成的模具內,用沖孔沖頭對金屬坯進行加壓鐓鍛;在深沖工序,用筒狀隔撐支承著模子,用上述沖孔沖頭擠壓金屬坯,將該金屬坯深沖。
58.容器的制造方法,其特征在于,備有鐓鍛準備工序、鐓鍛工序、退避工序、深沖準備工序、深沖工序、反復工序;在鐓鍛準備工序,將內端部形成開口部分的多個環狀模子疊置,把多個加壓臺疊置在該模子內,把金屬坯放入由模子和加壓臺構成的模具內;在鐓鍛工序,用被壓力加工機作動的沖孔沖頭,從模具上方加壓鐓鍛金屬坯;在退避工序,使沖孔沖頭和上部的模子連同金屬坯一起退避;在深沖準備工序,卸下上述使用過的加壓臺,把筒狀隔撐設置在下一個模子上,把上述退避的模子連同金屬坯載置在該隔撐上;在深沖工序,用上述沖孔沖頭,擠壓金屬坯,借助上述模子進行金屬坯的深沖加工;在反復工序,采用下一個加壓臺和模子,用長度與金屬坯的變形吻合的隔撐,反復上述同樣的工序。
全文摘要
熱擴張成形所用的金屬坯,其加壓方向前方側的斷面形狀是正方形,其對角線長度小于成形用模體的內徑。其加壓方向后方側的斷面形狀是圓形,其直徑略等于成形用模體的內徑。把該金屬坯加熱到加壓加工溫度后,裝入成形用模體內,用被壓力加壓機作動的沖孔沖頭,一邊對該金屬坯的中心沖孔一邊使其熱擴張成形,成形為用于重屏蔽容器的有底容器。
文檔編號B21J5/10GK1366678SQ01801069
公開日2002年8月28日 申請日期2001年3月26日 優先權日2000年4月25日
發明者船越義彥, 恒住毅, 水野直洋, 德野勝彥, 松本親行, 田浦良治, 白銀重德, 大園勝成, 松岡壽浩 申請人:三菱重工業株式會社