[发明专利]用于成型超级管道厚壁管嘴的模具

说明书

本发明涉及一种用于成型超级管道厚壁管嘴的模具，有预成型模具、终成型模具。预成型模具由配套使用的预成型冲头、预成型凹模构成；终成型模具由配套使用的终成型冲头、终成型凹模构成。预成型冲头上表面面积小于超级管道管嘴预制孔面积，预成型凹模内孔上方的预挡料圈内径比预成型冲头顶端直径大，下平面为斜面。终成型凹模内孔上方的终挡料圈下平面为平面。采用本发明，先用预成型模具预成型预管嘴。再用终成型模具成型超级管道管嘴的两步成型方法。对不同规格的管嘴，只需要更换冲头和凹模。采用本发明能保证管嘴壁厚≥25mm的超级管道厚壁管嘴的内、外壁无高度差，外形尺寸精确，大大提高了厚壁管嘴的成型质量。

技术领域

本发明涉及一种用于成型管嘴壁厚≥25mm的超级管道厚壁管嘴的模具。

背景技术

CPR1000主蒸汽超级管道材料的牌号是P280GH，为碳锰钢，材料在热挤压成型时变形抗力相对较小，管嘴最大外径为φ246mm，壁厚为23.5mm，管嘴壁厚相对较薄，成型较为容易，可采用一次成型的方法成型。

CAP1400主蒸汽超级管道材料选用SA336 F22 CL3为合金钢，该合金钢在热挤压成型时变形抗力大，管嘴的最大外径φ323.8mm，管嘴加上锻件余量后壁厚达到33mm，管嘴壁厚较厚，成型十分困难，一次成型的方法难以成型。

华龙一号主蒸汽超级管道材料与CPR1000相同，为P280GH碳锰钢，华龙一号主蒸汽超级管管嘴外径260mm，管嘴加上锻件余量后壁厚达到39mm，管嘴壁厚较厚，成型十分困难，一次成型的方法难以成型。

对于壁厚超过25mm的厚壁管嘴，若采用一次成型，在挤压成型过程中，管嘴内壁与冲头直接接触，当冲头向上运动时，内壁与冲头的摩擦力使得靠近管嘴内壁的金属有着较大的，向上流动的趋势，而外壁与凹模的摩擦力使得靠近管嘴外壁的金属向上流动的趋势减弱，从而造成成型后的管嘴内、外壁形成高度差，进而导致管嘴上部分外径余量不满足加工的要求。壁厚越厚的管嘴，这种情况就愈加明显。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，旨在提供一种能成型管嘴壁厚≥25mm的厚壁管嘴，且成型后，管嘴内、外壁无高度差的成型超级管道厚壁管嘴的模具。

本发明目的的实现方式为，用于成型超级管道厚壁管嘴的模具，由预成型模具、终成型模具和挡料圈构成。

所述预成型模具由配套使用的预成型冲头、预成型凹模构成；所述预成型冲头主体为锥度为60°-75°的圆台形，圆台形上表面面积小于超级管道管嘴预制孔面积，下表面面积为预管嘴的面积，高为活塞杆与超级管道之间的间隙与超级管道厚壁管嘴的高度和超级管道壁厚之和；

所述预成型凹模高为预管嘴的高度与预挡料圈的高度之和，预成型凹模内孔周围的弧面与超级管道弧面吻合；所述预成型凹模内孔上方有预挡料圈，所述预挡料圈外径和预成型凹模内孔尺寸相同，预挡料圈下平面为斜面，斜面角为15-30°，预挡料圈内径比预成型冲头顶端直径大5-10mm；

所述终成型模具由配套使用的终成型冲头、终成型凹模构成；所述最终成形冲头主体为圆柱形，顶部为弧形；圆柱外径等于终成型超级管道管嘴的内径，圆柱与预成型冲头等高；

所述终成型凹模与预成型凹模等高，终成型凹模内孔周围的弧面与超级管道弧面吻合；终成型凹模内孔上方有终挡料圈，所述终挡料圈外径和终成型凹模内径尺寸相同，终挡料圈下平面为平面，终挡料圈内径比终成型冲头顶部的直径大5-10mm，预挡料圈比终挡料圈高10-20mm。

采用本发明成型超级管道厚壁管嘴时，将预成型冲头放置于加热充分的超级管道预制孔正下方，预成型凹模安装于预制孔正上方，活塞杆推动预成型冲头上行，热挤压超级管道预成型预管嘴。再将终成型冲头放置于预成型孔正下方，终成型凹模安装于预成型孔的正上方，活塞杆推动终成型冲头上行，热挤压预管嘴成型超级管道管嘴。