[发明专利]大型一体化接管段整锻多管嘴的成形方法

说明书

本发明提供了一种大型一体化接管段整锻多管嘴的成形方法，包括制备圆柱形的中间坯，中间坯外壁具有用于成形管嘴的环形凸肩；将两圆环形的圈刀套在环形凸肩两侧的坯料上，推动圈刀朝着环形凸肩移动，圈刀的刀刃切入环形凸肩根部；对环形凸肩进行分料，得到多个管嘴坯；利用预成形模具对管嘴坯进行预锻，得到管嘴中间坯；利用终成形模具对管嘴中间坯进行终锻，得到管嘴。本发明可提高材料利用率和锻造效率，并得到余量均匀，流线完整，性能优异的管嘴。

技术领域

本发明涉及大型一体化接管段整锻成形技术领域，尤其是一种大型一体化接管段整锻多管嘴的成形方法。

背景技术

本发明涉及的大型一体化接管段是核反应堆压力容器的核心部件，其结构包含法兰段、筒体段及多个呈均匀或非均匀分布在法兰段外壁的外伸管嘴，如图1和图2所示，法兰段壁厚比筒体段厚，外形轮廓尺寸超过φ5m×5m，属超大型接管段筒体。周向分布的管嘴数量有多个，当相邻管嘴中心线角度相同，即图中∠α＝∠β时，呈均匀分布；当相邻管嘴中心线角度不同，即图中∠α≠∠β时，呈非均匀分布。管嘴为空心圆柱形，外径尺寸较大，长度较长。随着核安全等级的提高，改进后的设计要求一体化接管段整锻成形，尤其管嘴应采用仿形锻造以获得良好的沿管嘴长度方向的纤维流向，使得最终产品能够满足严格的质量要求以适应严峻的服役环境。

传统的锻造技术将这些管嘴采用环带包络的方式锻造成形，之后利用机械加工去除管嘴之间多余的金属，并加工管嘴至图纸尺寸。采用环带包络的锻造方式得到的锻件形状相对简单，锻造成形难度有所降低，但会存在以下几方面问题：一、不考虑管嘴的接管段筒体基体尺寸规格已属超大，锻造所使用的钢锭规格等级巨大。由于管嘴的长度长，直径大，环带包络锻造则会占用整圈的金属料，使得钢锭等级可能超过设备极限而无法锻造。二、环带包络锻造后，采用机械加工成形管嘴的过程中，会切断管嘴的锻造纤维流向，不利于改善管嘴的机械性能。三、机械加工成形管嘴的加工去除量大，加工周期长。

CN105033154A公开了一种带接管和法兰的一体化接管段整体锻造方法，并公开了锻造一体化接管段的模具。该专利通过预制带有中间环带的空心坯料，用三角砧压在管嘴环带位置上，预压凹档，成形管嘴凸台。管嘴凸台截面呈矩形，后续通过机械加工成圆形。预制的中间环带的宽度与管嘴直径相当，环带的高度与管嘴高度相当。管嘴凸台的纤维流向呈筒体圆周方向。

CN110090914A公开了一种反应堆压力容器筒体法兰接管段整体锻造成形方法，公开了一种带有四个接管的法兰接管段筒体锻造方法，相近的两管嘴间隙较小，远离的两管嘴间隙较大。该专利通过预制带有中间环带的实心坯料，利用模具分料并沿坯料径向压平管嘴之间较大的间隙，成形接管凸台，最终经过性能热处理后对接管凸台进行机械精加工而的得到接管。该方法适合与管嘴数量较少，管嘴之间间隙较大的结构，对于管嘴数量较多，管嘴之间间隙较小的结构则不合适。

CN201810637283公开了一种一体化接管段锻件仿形锻造工艺，成形管嘴坯后，通过机加工的方式将管嘴坯加工为圆形。

可见，上述现有技术，均是要通过机加工得到圆形的接管，机加工的去除量大，材料利用率低下，机加工时间长，每次只能加工一两个接管，效率低下，且已经不能满足一体化接管段整锻成形的设计要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大型一体化接管段整锻多管嘴的成形方法，可提高材料利用率和锻造效率，并得到余量均匀，流线完整，性能优异的管嘴。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大型一体化接管段整锻多管嘴的成形方法，包括

制备圆柱形的中间坯，中间坯外壁具有用于成形管嘴的环形凸肩；

将两圆环形的圈刀套在环形凸肩两侧的坯料上，推动圈刀朝着环形凸肩移动，圈刀的刀刃切入环形凸肩根部；

对环形凸肩进行分料，得到多个管嘴坯；

利用预成形模具对管嘴坯进行预锻，得到管嘴中间坯；