[发明专利]核电水室封头的挤压成形方法

说明书

本发明提供一种核电水室封头的挤压成形方法，采用先压钢锭冒口，然后割T肩的方式去掉锭身冒口端的缺陷；将坯料加热至合适的温度范围并进行保温，经过对坯料进行多火次的大锻比镦粗、“WHF”锻造法强压拔长和“JTS”锻造法中心压实的联合作业，大幅改善坯料内部性能质量，然后切除坯料冒口与底部沉积区缺陷，镦粗修整坯料形状，使坯料直径与挤压模具相适应；通过将坯料放入专用的模具挤压成型，该方法可以实现“华龙一号”核电水室封头的高度仿形制造，解决在“华龙一号”核电水室封头成形过程中，材料利用率低，钢锭重，机加工难度大且工时长和金属流动难控制的技术问题。

技术领域

本发明涉及金属材料成形，具体涉及一种核电水室封头的挤压成形方法。

背景技术

“华龙一号”核电水室封头也称一次侧封头、蒸汽发生器下封头，安装在核电站核岛组件蒸汽发生器最下端，是一回路中冷却剂进出蒸汽发生器的通道，是蒸汽发生器中的关键部件。“华龙一号”核电水室封头的零件结构特点如图1所示。水室封头锻件的特点是：直径大(直径≥3600mm)，壁厚(壁厚≥350mm)，管嘴较多而形状复杂，(见图1)同时由于处于强腐蚀和辐射的环境中，因此也需要具有良好的内部性能。

“华龙一号”核电水室封头的制造方法主要分为三种：1、全覆盖机加工成形，2、仿形扁砧旋碾成形，3、冲压成形。根据锻件的形状，实际生产中，以前两种为主。三种成形方案均存在材料利用率低，钢锭重，机加工难度大且工时长的特点。目前市场上，管件的常用制造方案是挤压成形，已较为成熟。挤压时存在走料不均导致厚薄差异等金属流动控制精度的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种核电水室封头的挤压成形方法，解决“华龙一号”核电水室封头成形过程中，材料利用率低，钢锭重，机加工难度大且工时长和金属流动难控制的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种核电水室封头的挤压成形方法，包括以下步骤：步骤一、采用先压冒口，然后以割T肩的方式去掉锭身冒口端的缺陷；步骤二、进炉进行保温，表面和心部温差不大于50℃；然后出炉拔方，表温冷至780℃做JTS锻造；步骤三、进炉进行保温，表面和心部温差不大于50℃；然后出炉镦粗拔方，表温冷至780℃左右做JTS锻造；步骤四、进炉进行保温，表面和心部温差不大于50℃；然后出炉镦粗拔长，清理表面缺陷，切除钢锭底部沉积区缺陷；步骤五、回炉进行保温，镦粗滚圆修整锻坯形状及表面清理痕迹，割钳把，割平平面；步骤六、进炉进行保温，表面和心部温差不大于50～100℃；然后出炉去氧化皮，使表面光洁，最后放入挤压模具下模型腔进行挤压，带着挤压上模冷却4.5小时后进行脱模。

优选地，T肩尺寸径向为100mm～200mm，轴向为200mm～300mm。

优选地，保温温度范围为1200℃～1260℃。

优选地，步骤二至五中镦比1.6～2.2，步骤三中拔比≥2.5。

优选地，下模在对应水室封头管嘴位置处设计凸台，用以在挤压过程中将凸台处坯料挤压出盲孔，形成水室封头的管嘴；下模在对应水室封头外侧凸台位置处设计凹槽，成形时坯料在挤压过程中形成凸台，实现对水室封头外侧凸台的仿形制造。

优选地，上模下部成形区轮廓形状与核电水室封头锻件内侧轮廓相同，挤压模具上模拔模角度5°～8°。

优选地，步骤六中，挤压前上下模中心对齐，误差不超过±10mm。

优选地，步骤六中，下模为组合式仿形模，可采用100～200mm厚度钢丝缠绕。

优选地，步骤六中，采用细铁链碰打锻件或用高压喷气机去除氧化皮。

优选地，核电水室封头的挤压成形方法用于制造“华龙一号”核电水室封头零件。

附图说明

图1为“华龙一号”核电水室封头零件示意图。