熱核聚變堆用雙耳u形鍛件鍛制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，先將原料錠加熱至始鍛溫度，然后通過鐓粗拔長，沖孔、擴(kuò)孔整圓工序制造出圓環(huán)形坯料，將圓環(huán)形坯料鍛造成長方環(huán)形坯料，將長方環(huán)形坯料從中間鋸開，得到U形坯料，再利用空心沖頭下壓，使U形坯料底部變形至要求的尺寸，接著將U形坯料和空心沖頭一起翻轉(zhuǎn)，對U形坯料進(jìn)行拔長得到雙耳U形坯料，完成后將雙耳U形坯料和空心沖頭一起放入至雙耳鐓粗成型模具中進(jìn)行整體鐓粗，最后得到雙耳U形鍛件，本方法通過復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的整體鍛造成型，鍛件金屬纖維流線隨產(chǎn)品形狀分布，組織均勻，晶粒細(xì)化，形狀規(guī)則，可滿足熱核聚變堆特殊的使用要求。
【專利說明】熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍛造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]國際熱核聚變實驗堆(簡稱ITER)計劃，是2005年由歐盟、中國、美國、俄羅斯、日本、韓國和印度七方參加建造的國際熱核聚變實驗堆，目的是研發(fā)出可控核聚變技術(shù)，并最終為人類提供無限的、清潔的、安全的新能源，該計劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項目之一，熱核聚變實驗堆中一種雙耳U形零件(見圖1)，該零件需采用316LN奧氏體不銹鋼材料鍛制而成，由于316LN材料屬于奧氏體組織，無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，晶粒度無法通過熱處理進(jìn)行改善，因此，只有通過控制鍛造工藝來保證鍛件的晶粒度，又由于該零件形狀不規(guī)則，316LN材料變形溫度范圍窄，材料變形抗力大等原因，很難直接鍛造成形，現(xiàn)有的鍛制方法為板材和鍛件進(jìn)行焊接，但是由于壁厚差別較大，最薄處僅有10mm，焊接變形大且焊接位置晶粒度粗大，無法滿足熱核聚變實驗堆的特殊使用要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，設(shè)計提供了一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，可有效解決該零件采用焊接變形和焊接位置晶粒粗化的問題，利用本方法鍛制的鍛件金屬纖維流線隨產(chǎn)品形狀分布，組織均勻，晶粒細(xì)化，形狀規(guī)則，鍛件質(zhì)量高，機(jī)械加工切削量小，生產(chǎn)效率高。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，先將原料錠加熱至始鍛溫度，然后通過鐓粗拔長，沖孔、擴(kuò)孔整圓工序制造出圓環(huán)形坯料，將圓環(huán)形坯料加熱至始鍛溫度，同時將長方環(huán)形外模、長方環(huán)形芯模預(yù)熱至300?40(TC，利用長方環(huán)形外模、長方環(huán)形芯模將圓環(huán)形坯料鍛造成長方環(huán)形坯料，將長方環(huán)形坯料從中間鋸開，得到U形坯料，U形坯料加熱至始鍛溫度，利用空心沖頭下壓，使U形坯料底部變形至要求的尺寸，接著將U形坯料和空心沖頭一起翻轉(zhuǎn)，對U形坯料進(jìn)行拔長得到雙耳U形坯料，雙耳U形坯料和空心沖頭一起放入至雙耳鐓粗成型模具中進(jìn)行整體鐓粗后，最后得到雙耳U形鍛件。
[0006]所述雙耳U形鍛件的材質(zhì)為316LN奧氏體不銹鋼，始鍛溫度為1150?1180°C。
[0007]所述原料錠制造圓環(huán)形坯料過程中，采用300mm的沖頭進(jìn)行沖孔。
[0008]本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點在于:
[0009]本方法通過復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的整體鍛造成型，保證了鍛件的變形均勻，使鍛件的晶粒度滿足使用要求，鍛制出的鍛件金屬纖維流線隨產(chǎn)品形狀分布，組織均勻，晶粒細(xì)化，形狀規(guī)則，鍛件質(zhì)量高，機(jī)械加工切削量小，生產(chǎn)效率高，能夠有效解決焊接變形和焊接位置晶粒粗化的問題，能滿足熱核聚變堆特殊的使用要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明中雙耳U形鍛件示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明中圓環(huán)形坯料示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明中長方環(huán)形坯料示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明中U形坯料示意圖；
[0014]圖5是本發(fā)明中雙耳U形坯料示意圖；
[0015]圖6是本發(fā)明中長方環(huán)形坯料的成型示意圖；
[0016]圖7是本發(fā)明中雙耳U形坯料拔長成型示意圖；
[0017]圖8是本發(fā)明中雙耳鐓粗成型模具示意圖；
[0018]圖中:1_雙耳U形鍛件、2-圓環(huán)形坯料、3-長方環(huán)形坯料、4-U形坯料、5-雙耳U形坯料、6-長方環(huán)形外模、7-長方環(huán)形芯模、8-空心沖頭、9-雙耳鐓粗成型模具。

【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)就此理解為本發(fā)明所述主題的范圍僅限于以下的實施例，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，凡根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種修改、替換和變更，均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0020]如圖1至圖8所示，熱核聚變實驗堆中使用的一種雙耳U形鍛件I，該雙耳U形鍛件I需采用316LN奧氏體不銹鋼材料鍛制而成，該零件形狀不規(guī)則，316LN材料變形溫度范圍窄，材料變形抗力大等原因，很難直接鍛造成形。為此，本發(fā)明設(shè)計提供了一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，先將316LN奧氏體不銹鋼錠加熱至1150?1180°C，然后通過鐓粗拔長，采用300mm的沖頭進(jìn)行沖孔、擴(kuò)孔整圓工序制造出圓環(huán)形坯料2，將圓環(huán)形坯料2加熱至1150?1180°C，同時將長方環(huán)形外模6、長方環(huán)形芯模7預(yù)熱至300?400°C，利用長方環(huán)形外模6、長方環(huán)形芯模7將圓環(huán)形坯料2鍛造成長方環(huán)形坯料3，將長方環(huán)形坯料3從中間鋸開，得到U形坯料4，U形坯料4加熱至始鍛溫度，利用空心沖頭8下壓，使U形坯料4底部變形至要求的尺寸，接著將U形坯料4和空心沖頭一起翻轉(zhuǎn)，對U形坯料4進(jìn)行拔長得到雙耳U形坯料5，雙耳U形坯料5和空心沖頭8 一起放入至雙耳鐓粗成型模具9中進(jìn)行整體鐓粗后，最后得到雙耳U形鍛件I。
[0021]所述雙耳U形坯料5和空心沖頭8 一起放入至雙耳鐓粗成型模具9中整體鐓粗在一火之內(nèi)完成，以確保產(chǎn)品整體變形均勻性，使316LN雙耳U形鍛件I的晶粒度滿足使用要求。
[0022]利用本方法鍛制得到的316LN奧氏體不銹鋼材質(zhì)的雙耳U形鍛件1，在4K溫度時，屈服強(qiáng)度大于700Mpa、抗拉強(qiáng)度大于1385Mpa，其強(qiáng)度、晶粒度均可滿足熱核聚變堆的使用要求，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，其特征在于先將原料錠加熱至始鍛溫度，然后通過鐓粗拔長，沖孔、擴(kuò)孔整圓工序制造出圓環(huán)形坯料(2)，將圓環(huán)形坯料(2)加熱至始鍛溫度，同時將長方環(huán)形外?！?、長方環(huán)形芯模(7)預(yù)熱至300?400°C，利用長方環(huán)形外?！?、長方環(huán)形芯模(7)將圓環(huán)形坯料(2)鍛造成長方環(huán)形坯料(3)，將長方環(huán)形坯料(3)從中間鋸開，得到U形坯料(4)，U形坯料(4)加熱至始鍛溫度，利用空心沖頭(8)下壓，使U形坯料(4)底部變形至要求的尺寸，接著將U形坯料(4)和空心沖頭一起翻轉(zhuǎn)，對U形坯料⑷進(jìn)行拔長得到雙耳U形坯料(5)，雙耳U形坯料(5)和空心沖頭⑶一起放入至雙耳鐓粗成型模具(9)中進(jìn)行整體鐓粗后，最后得到雙耳U形鍛件(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，其特征在于所述雙耳U形鍛件⑴的材質(zhì)為316LN奧氏體不銹鋼，所述的始鍛溫度為1150?1180°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，其特征在于所述原料錠制造圓環(huán)形坯料(2)過程中，采用300mm的沖頭進(jìn)行沖孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱核聚變堆用雙耳U形鍛件鍛制方法，其特征在于所述雙耳U形坯料(5)和空心沖頭(8) —起放入至雙耳鐓粗成形模具(9)中整體鐓粗在一火之內(nèi)完成。
【文檔編號】B21J5/10GK104162616SQ201410424104
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】張令, 李鵬遠(yuǎn), 趙曉光, 張博 申請人:貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司