[发明专利]核反应堆带多个凸出管嘴大型封头锻件整体锻造成形方法

摘要

本发明属于锻件锻造技术领域，具体为核反应堆带多个凸出管嘴大型封头锻件整体锻造成形方法。该方法通过对实施钢锭切除头尾、镦粗拔长和滚圆下料等工序制备圆柱坯料，采用平砧凸模分区旋转碾压锻造方法对圆柱坯料实施胎模具成形，使中间预制板坯的管嘴形状借助胎模具以自由锻造方法充填成形。该方法能有效控制预制板坯形状及尺寸，合理分散预制板坯的金属，实现内部组织均匀、成形流线清晰以及良好的纤维组织和完整的轮廓形状。热冲压工艺变形本质属于大位移、小应变范畴，所需压力机载荷力小；热冲压整体成形易于控制大封头锻件产品形状，其成形过程中热量损耗小，坯料加热温度低、时间短，从而控制终锻成形的晶粒长大，保证产品质量。

主权项

1.一种核反应堆带多个凸出管嘴大型封头锻件整体锻造成形方法，其特征在于包括胎模具锻造成形中间预制板坯工艺和封头锻件整体热冲压成形工艺，其在进行所述胎模具锻造成形中间预制板坯工艺之前，根据核反应堆带多个凸出管嘴大型封头锻件整体锻造成形中间预制板坯的设计方法进行设计，具体设计方法如下：1)采用解析方法计算获得最终热冲压成形锻件时所需要的中间预制板坯各部分形状的尺寸关系；2)采用有限元模拟技术对上述解析方法获得中间预制板坯的设计尺寸及参数并进行校核与优化，获得优化后中间预制板坯的尺寸及参数；3)中间预制板坯的外伸出凸出位置管嘴坯料尺寸遵循包含原则，其凸出部位坯料体积设计时为实际锻件水嘴体积的1.1～1.2倍，并且设计轮廓形状完全包含热冲锻件的轮廓；4)采用有限元技术数值模拟优化中间预制板坯尺寸时，先对解析法确定的初始中间预制板坯进行热成形模拟并得到封头锻件热冲压成形结束时工件形状，再追踪需要优化的局部位置坯料尺寸，当追踪点返回到初始状态时即可得到局部位置坯料的优化形状尺寸；5)采用有限元技术数值模拟优化中间预制板坯形状尺寸，在满足成形零件的形状及尺寸要求情况下，切除掉在中间预制板坯成形时的多余材料，使最终成形时坯料接触上冲头模具后外轮廓自由成形；同时，保证设计的中间预制板坯带管嘴位置易于加工。