[发明专利]一种异形截面弧形锻件的成形方法及成形模具

说明书

本发明提供一种异形截面弧形锻件的成形方法及成形模具，属于锻造成形技术领域，所述异形截面弧形锻件的成形方法，包括模内镦粗制坯，不锈钢钢锭采用模内镦粗的方式制得成形坯料；热挤压成形，所述成形坯料进行热挤压，成形出矩形截面锻件，并将所述矩形截面锻件取出后进行水冷，且热挤压比不低于4；胎模成形，将水冷后的锻件在温度为1030‑1050℃下进行胎模成形，成形出异形截面锻件；弯制成形，所述异形截面锻件依次进行弯制成形及后处理后制得所述异形截面弧形锻件。本发明采用热挤压成形提高了锻件的致密性，各位置变形量及变形条件一致，热挤压成形后进行胎模成形，提高了材料利用率和生产效率，最大程度的保留了锻造纤维流线，提高了锻件力学性能。

技术领域

本发明涉及锻造成形技术领域，具体而言，涉及一种异形截面弧形锻件的成形方法及成形模具。

背景技术

快中子反应堆堆容器为一直径超大容器，其连接底封头及筒体，且用于支撑整体结构重量的支承环部件，为一奥氏体不锈钢材质的环体锻件。由于部件壁厚超大，材质特殊，此类锻件一般采用分段拼焊的方式制造，而用于拼焊环体的弧段锻件，要求具有细小均匀的晶粒度状态。

传统的环体弧段锻件采用冶炼钢锭经自由锻造成形后弯制的方案来进行制造，但一方面，传统的自由锻方式由于各锤压下量不一致，且锻件自出炉后逐渐降温，因此各位置变形量及变形条件不一致，极易造成混晶，严重的将造成锻件报废，而奥氏体不锈钢锻件，从较大的截面经过多火次的拔长变形至较小截面的过程中，锻件经反复的入炉出炉而产生的冷热交变载荷使锻件表面质量严重恶化，影响锻件质量，若表面裂纹不清理干净继续进行锻造成形，则极易使裂纹扩展造成锻件报废。

而另一方面，由于不锈钢锻造区间窄，锻造过程中容易发生开裂，且变形抗力大，这就需要将锻件表面增加较大的锻造余量，而在拔长过程中接锤位置易出现一定的锤棱，同样需要增加余量，因此不锈钢自由锻锻件一般机加工余量较大，这不仅造成材料收得率低，增加了制造成本，同时也延长了制造周期，生产效率较低。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中采用冶炼钢锭经自由锻造成形后弯制的方案来进行制造异形截面弧形锻件的方法易造成混晶，锻件经反复的入炉出炉而产生的冷热交变载荷使锻件表面质量严重恶化，影响锻件质量，机加工余量较大，成本高中的至少一个方面。

为解决上述问题，本发明提供一种异形截面弧形锻件的成形方法，包括：

模内镦粗制坯，不锈钢钢锭采用模内镦粗的方式制得成形坯料；

热挤压成形，所述成形坯料进行热挤压，成形出矩形截面锻件，并将所述矩形截面锻件取出后进行水冷，且热挤压比不低于4；

胎模成形，将水冷后的锻件在温度为1030-1050℃下进行胎模成形，成形出异形截面锻件；

弯制成形，所述异形截面锻件依次进行弯制成形及后处理后制得所述异形截面弧形锻件。

较佳地，所述模内镦粗制坯包括，所述不锈钢钢锭在温度1180-1200℃下进行一火次模内镦粗制得所述成形坯料。

较佳地，所述热挤压成形包括，所述成形坯料在温度1180-1200℃下进行一火次热挤压，成形出所述矩形截面锻件。

较佳地，所述弯制成形中，上下胎弧度较锻件弧度稍大，补偿弯制过程中所产生的回弹量，弯制前所述异形截面锻件预热400-450℃，弯制后利用样板对弯制弧度进行比对。

较佳地，所述弯制成形中，所述后处理包括固溶处理、加工坡口、焊接、消应力热处理及整体加工。

与现有技术比较，本发明所述的异形截面弧形锻件的成形方法，提出了一种热挤压成形复合胎模成形的新型锻造成形方式，相比于自由锻，具有以下优势：