[发明专利]一种核电用稳压器封头的制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种压力容器，尤其是涉及一种核电用稳压器封头的制造方法。

背景技术：

稳压器为核电厂重要设备之一，安全级别为I级，目前我国所建核电厂的稳压器封头采用锻件锻成平板，再热冲压拉深成型，不仅制造周期长，而且制造成本高，封头的形状尺寸和质量都难以达到较高的水平。

发明内容：

本发明的目的是：避免目前存在的技术问题，提供一种质量可靠、尺寸精确、成本低廉的核电用稳压器封头的制造方法。

本发明的技术方案是：将16MND5低合金钢板按照以下步骤加工：

a、按照封头的成型尺寸，准确设计、制造成型模具的半球体上模和圆环形下模；

b、将16MND5低合金钢板制成的封头坯料送入加热炉内，炉温从400℃升至1100℃进行加热，加热时间为5.5±0.5小时，保温4±0.5小时；

c、将成型模具安装在至少5000吨的压力机上并找正；

d、将步骤b加热保温完成后的封头坯料准确放置在成型模具上，进行冲压拉深成型，调节压力机主付缸压力，并检测封头坯料温度；

e、在封头坯料温度850℃之前脱离上下模，脱模后冷却至室温；

f、将冷却后的封头装入加热炉内进行加热，从400℃开始，以每小时80-100℃升温，到935℃～970℃保温一定时间出炉，迅速投入水池中冷却至100℃以下；

g、将步骤f水冷后的封头再经炉内回火热处理。

本发明的有益效果是：封头整体为16MND5低合金钢板热冲压拉深成型，再经过正火(快速冷却)和回火热处理，成为尺寸合格、形状准确、力学性能优异的核电用稳压器封头。比用锻造件材料节省一倍左右的重量，制造周期缩短4-6个月，费用大大降低，成本比锻造件材料低2-3倍，成型尺寸精度、几何形状精度、力学性能等指标都能满足核电要求，可以替代进口产品。

附图说明：

图1为本发明制备的核电用稳压器封头的结构示意图；

图2为本发明中封头在成型模具上的示意图。

具体实施方式：

16MND5低合金钢是核电设备的主要受压材料，用于一级设备压力容器壳体和构件，性能优良，下表为16MND5低合金钢的化学成分表。

表1：16MND5低合金钢的化学成分表

由于16MND5低合金钢具有复杂的化学成分，在采用16MND5低合金钢板制造核电用稳压器封头的工艺过程中，为保证封头具有良好的力学性能和精确的尺寸，需通过以下步骤得以实现：

a、按照封头的成型尺寸，准确设计、制造成型模具的半球体上模和圆环形下模。根据封头的设计图纸和技术要求，设计计算并依据丰富的制造经验和大量工艺验证数据，最终确定准确的模具尺寸，包括上模尺寸、下模尺寸等关键尺寸，并将模具制造出来。图2为本发明中封头在成型模具上的示意图，成型模具的上模7为半球体，下模3是一个圆环，支撑在支座5上，圆环下模3外部有外套4，压力机1上有接盘2和压边圈8，压边圈8使下模3固定在支座5上。

b、将钢板制成的封头坯料，送入炉温≤400℃时的加热炉内，炉温从400℃开始，以≤200℃/h的升温速度加热至1100℃，加热时间为5.5小时，保温4小时，加热炉能够自动测控温度。

c、在坯料加热过程中，将上模装在压力机上，压力机1的冲压力至少达到5000吨，并找正，使上、下模同心。将润滑剂均匀涂在上模半球面、下模上表面等与坯料接触的部位。

d、加热完成的坯料出炉迅速移至成型模具的下模上并对中，防止压斜，进行热冲压拉深成型，如图2所示。冲压时，压力机主付缸压力精心调节，压边力随冲压过程精心操作逐渐减小，同时用红外测温仪检测坯料温度。

e、在封头坯料温度850℃之前完成冲压拉深，脱离上下模，在静止空气(无风)环境中冷却至室温。

f、将冷却后的封头装入加热炉内进行加热，从400℃开始，以每小时90℃升温，到950℃保温4小时出炉，迅速投入有数百吨水的水池中，同时开动水池中的喷射水泵，增加池中水的快速流动，加速封头的冷却，10分钟冷却至100℃以下。

g、冷却后封头再入炉回火热处理(按回火热处理工艺要求进行操作)，到温后出炉空冷。

至此，封头制造工作全部完成，图1为本发明制备的核电用稳压器封头的结构示意图，通过以上步骤，采用16MND5低合金钢板可制备内部半径R为1000-1300mm、厚度S为80-120mm的封头。