[实用新型]封头锻件整体成形下模及其锻压装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种大型锻件锻造技术领域的整体成形锻压装置，具体是一种用于大型核反应堆水室封头锻件整体成形下模及其锻压装置。

背景技术

随着核电能源工业的快速发展及经济建设能源结构调整的需要，以AP1000和CAP1400为代表的核电设备技术开发及应用成为主要趋势，对大型厚壁压力容器关键部件的制造也提出高性能、运转周期长、检验维护便捷等更高更严格的要求。

为提高新一代核反应堆压力容器的安全性，传统多焊缝压力容器制造方法已不能满足核电装备运行的性能要求和检查的周期。因此，核电压力容器上封头中的水嘴必须采用整体锻造，整体封头的成形技术使压力容器尺寸愈来愈大，同时对制件性能控制要求也更加苛刻。

大型核反应堆水室上封头是外径大同时需要对水嘴同时成形的一体化设计，其中面展开直径很大，一般达到6500mm以上，同时还要保证其性能均匀，锻造难度非常之大。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种封头锻件整体成形下模及其锻压装置，能够用于制造外径大带水嘴整体成形的大型压力容器的封头。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种封头锻件整体成形下模，为碗状结构，底部设有三个整体成形水嘴模腔；该整体成形水嘴模腔具体位于成形下模的球形模腔的底面，并与成形下模的外部装置相连通。

所述的球形模腔的整体水嘴成形模腔为相贯圆台体。

所述的球形模腔的直径为封头外部球径与成形件材料始锻温度时达到的热膨胀量及机械加工余量之和，其中：热膨胀量计算公式为ΔL1＝α×D1×ΔT，α热膨胀系数，D1为成形后封头开口直径，ΔT为坯料装炉温度到始锻温度之差。

本实用新型涉及上述成形下模的锻压装置，包括：球状上凸模、所述成形下模以及设置于成形下模上用于承载坯料的定位环。

所述的定位环的上、下接触面上均设有台阶结构，其中：定位环的下接触面与成形下模之间通过台阶结构活动安装；上接触面的台阶结构用于承载坯料，其内径大于坯料直径与材料始锻温度时达到的热膨胀量之和。

所述的定位环的外侧沿圆周方向相隔120°设置三个定位标识，用于确定预制坯料凸起部位沿轴线方向中线与下模腔凹槽径向方向中线是否重合。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型在热冲压成形过程使下模具水嘴成形的模腔充填稳定并最终整体成形。

本实用新型热冲压成形后的大封头锻件能有效地控制产品形状，壁厚尺寸均匀，大大减少机械加工余量，提高生产效率。成形过程时锻件在模具内受力状态好，金属流线分布合理，成形后组织均匀，为下一步热处理提供整体性能稳定的预制工件。

附图说明

图1a和图1b分别为成品封头机加工所需达到的形状剖视图及水嘴示意图；

图2为本实用新型上凸模三维示意图；

图3为本实用新型上凸模剖视图；

图4为本实用新型定位环三维示意图；

图5为本实用新型定位环剖面示意图；

图6为本实用新型成形下模三维示意图；

图7为本实用新型成形下模剖示图；

图8a和图8b分别为预制坯料三维图示意图及剖视图；

图9为本实用新型整体结构示意图；

图10为实施例成形过程示意图；

图11为包含机械加工尺寸所需的锻件形状示意图；

图中：1上凸模、2成形下模、3定位环、4整体水嘴成形模腔、5上台阶结构、6下台阶结构、7定位柱、8球形模腔、9坯料及成形封头10。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图9所示，本实施例模具包括：球状上凸模1、带有若干整体成形嘴口4的成形下模2以及设置于成形下模2上用于承载坯料9的定位环3。