[发明专利]一种核电堆内构件用的波形环制造方法及成型模具

说明书

本发明公开了一种核电堆内构件用的波形环制造方法及成型模具，包括成型上模和成型下模，所述成型上模和成型下模均为圆筒形结构，在成型上模的下端设置有上波浪型面，在成型下模的上端设置有与上波浪型面吻合的下波浪型面，在成型上模和成型下模的外壁上分别对称地设置有上耳板和下耳板，在下耳板上固定有导向柱，所述的导向柱与上耳板上的导向孔滑动配合。本发明可锻制不同材料、不同尺寸的厚度较薄且波浪形锻件，其纤维方向随形分布且完整，安全可靠，具有抗高温、高压和抗腐蚀特性，且机械加工余料小，省材料，加工周期短，制造成本低。

技术领域

本发明涉及一种核电堆内构件用的波形环制造方法及成型模具，属于锻造施工技术领域。

背景技术

波形环是一种用于核设备堆内构件上的厚度较薄且呈波浪形的结构件，对耐高温、高压、抗腐蚀、内部低缺陷、综合力学性能要求非常高。波形环传统制造方法一般是采用锻造厚度较厚的锻件的方式成型，然后铣削上下两个端面，再车削内部多余余量；或者采用铸造的方式成型。目前采用锻造的方式生产的产品因锻件内部纤维方向被切断，不仅降低了其综合力学性能和使用寿命，而且由于加工余量太大，需要大量的时间进行机加工，同时也造成原材料的浪费；而采用铸造的方式成型，存在材料组织分布不均匀的问题，导致综合力学性能不能满足压力容器的制造要求。上述两种方法都是采用机械加工去除多余金属制成，机械加工余量大，加工周期长，材料浪费大，制造成本高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种核电堆内构件用的波形环制造方法及成型模具，该方法能使锻件纤维方向随形分布且完整，机加工余量小，波形环的机械性能和使用寿命提高，并具有抗高温、高压和抗腐蚀特性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种核电堆内构件用的波形环制造方法，首先在自由锻压机上将锻件坯料先锻造出坯，利用上下平砧进行拔长镦粗，直至将锻件坯料镦粗成圆饼形锻件，然后将利用冲头将圆饼形锻件圆心区域冲切掉，之后继续用马杠及芯棒进行扩孔，直至形成圆环形锻件坯料，之后放入碾环轧制机中进行碾环预成型，在圆环形锻件坯料碾环预成型结束后，将其放入锯床，并根据最终锻件厚度沿圆环形锻件坯料直径方向进行锯料，再将锯好的圆环形锻件坯料回炉进行加热，保证加热温度不高于1050℃，并保温一定时间，最后通过成型模具将加热后的圆环形锻件坯料镦制成型。

上述方法中，碾环时，先将扩孔后的圆环形锻件坯料加热至850℃～1100℃并保温一定时间，然后将圆环形锻件坯料套入碾环机芯辊内，芯辊沿圆环形锻件直径方向移动，带动圆环形锻件坯料与主辊相接触并定位压紧，然后左右两个抱辊抱紧圆环形锻件坯料的外圆周面，以防在轧制过程中出现轧弯或翻滚的现象，之后上下锥辊分别与圆环形锻件坯料的上下两个端面相切，以便后续在轧制过程中控制圆环高度；通过主辊的驱动，带动圆环形锻件坯料进行旋转，同时，芯辊沿圆环形锻件直径方向进行径向进给，使圆环形锻件坯料壁厚逐件变薄，再由上下锥辊控制圆环高度，在坯料旋转过程中，逐渐给坯料进行碾环预成型。

上述方法中，所述的锻件坯料加热至850℃～1150℃后在自由锻压机上进行反复多次的锻压。

上述方法中，采用成型模具镦制锯好的圆环形锻件坯料时，需将成型模具预热至250℃～350℃，并涂抹脱模剂。

同时，本发明还提供一种用于上述方法的核电堆内构件用的波形环成型模具，包括成型上模和成型下模，所述成型上模和成型下模均为圆筒形结构，在成型上模的下端设置有上波浪型面，在成型下模的上端设置有与上波浪型面吻合的下波浪型面，在成型上模和成型下模的外壁上分别对称地设置有上耳板和下耳板，在下耳板上固定有导向柱，所述的导向柱与上耳板上的导向孔滑动配合。

进一步，所述的成型上模和成型下模的中心线同心，在成型上模和成型下模内滑动连接有中心套筒。

进一步，所述的中心套筒内设置有支撑板。