压力管三通挤压成形方法技术

本发明专利技术提供一种压力管三通挤压成形方法，包括以下步骤：以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。本发明专利技术提供了一种压力管三通挤压成形方法，减少压力管三通的焊缝，提高材料拉伸性能、冲击功的均匀性，在工况载荷复杂的情况下，提高安全性，并缩短制造周期。

【技术实现步骤摘要】
压力管三通挤压成形方法
本专利技术涉及核电主管道制造领域，具体涉及一种压力管三通挤压成形方法。
技术介绍
原子能快堆项目中，压力管用于连接一回路钠泵支承出口与大栅板联箱，为冷却钠液提供流道，是一回路主冷却系统流道的一部分。压力管一旦安装后，在役检查不可达，并且为不可更换部件。快堆压力管工况条件复杂，包含役前压力试验、安装、充钠、启堆、换料、满功率、预计运行事件、稀有事故、极限事故，承受载荷包含了压力、温度、流体流致振动、主泵转动载荷，因此其失效模式包含强度、低周疲劳和高周疲劳。三通作为压力管的重要零部件，形似裤衩形，体积庞大，形状复杂，为减少机加工量，减小机加工难度，保持金属流线的完整性，需要突破传统毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高精度成形技术。目前，在核电主管道制造领域，还没有科学、合理的压力管三通挤压成形方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，针对目前缺乏核电快堆压力管的三通制造工艺的技术问题，本专利技术提供了一种压力管三通挤压成形方法，减少压力管三通的焊缝，提高材料拉伸性能、冲击功的均匀性，在工况载荷复杂的情况下，提高安全性，并缩短制造周期。(二)技术方案本专利技术提供了一种压力管三通挤压成形方法，包括以下步骤：以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。根据本专利技术的实施例，其中，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤之前还包括：将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯。根据本专利技术的实施例，其中，所述连铸坯采用316H材料。根据本专利技术的实施例，其中，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述炉外精炼包括：依次采用真空吹氧脱碳法、钢包精炼和真空脱气法对经电熔粗炼后的原料进行精炼。根据本专利技术的实施例，其中，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述连铸成形工艺包括：采用立弯式连铸机并结合电磁搅拌成套装置进行连铸成形。根据本专利技术的实施例，其中，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤中，所述构筑成形方法依次包括：连铸坯锯切、表面铣磨加工、表面清洁处理、堆垛、真空封焊、焊缝打磨锻前加热、高温高压大变形锻压、高温扩散、多向锻造、倒棱、滚圆、镦粗、冲孔和马杠扩孔。根据本专利技术的实施例，其中，所述高温高压大变形锻压和多向锻造均采用压力机进行。根据本专利技术的实施例，其中，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：将所述挤压坯料加热到1100-1200℃。根据本专利技术的实施例，其中，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：在所述组合式三通模具的型腔内壁均匀涂抹润滑剂。根据本专利技术的实施例，其中，所述采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管制成三通形状坯料，包括：所述挤压坯料为锻造圆坯，将所述挤压坯料通过挤压机带动挤压冲头依次经过正挤压工艺和反挤压工艺制成三通形状坯料。根据本专利技术的实施例，其中，所述挤压冲头由一实心圆柱轴和位于所述圆柱轴一端且直径大于所述圆柱轴的圆柱凸台组成，其中，所述圆柱凸台作为正挤冲头，所述圆柱轴作为反挤冲头，所述圆柱凸台直径与所述组合式三通模具的型腔主管内壁直径相同。根据本专利技术的实施例，其中，所述正挤压工艺包括：利用所述正挤冲头对所述挤压坯料进行挤压镦粗，使所述挤压坯料充满所述组合式三通模具的支管型腔。根据本专利技术的实施例，其中，所述反挤压工艺包括：换用所述反挤冲头将所述挤压坯料反挤至所述组合式三通模具中，直至所述挤压坯料充满所述组合式三通模具的主管型腔。根据本专利技术的实施例，其中，所述正挤压工艺和反挤压工艺还包括：控制挤压速度在0.5-2mm/s。根据本专利技术的实施例，其中，所述正挤压工艺和反挤压工艺还包括：控制挤压后的坯料单边机加工余量均为10-20mm。根据本专利技术的实施例，其中，所述采用组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模，包括：所述组合式三通模具为中间拆分的组合式模具，挤压完成后先将用于固定所述组合式三通模具的包套去除，之后将所述组合式三通模具拆散，从而完成所述三通形状坯料的脱模。根据本专利技术的实施例，其中，所述经机加工制得压力管三通成品的步骤中，所述机加工依次包括粗加工、固溶处理和精加工。根据本专利技术的实施例，其中，所述粗加工之前还包括：利用定位工装夹具将所述三通形状坯料固定于数控镗床工作台，并校正定位基准。根据本专利技术的实施例，其中，所述粗加工包括：采用设置于所述数控镗床工作台的数控车床依次加工三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域，其中，保留三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域壁厚的单边精加工余量均不小于15mm。根据本专利技术的实施例，其中，所述采用数控车床加工三通剩余区域包括：先以所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通左支管；在加工完成所述三通左支管后，将三通管翻转180°，再次利用所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通右支管。根据本专利技术的实施例，其中，所述固溶处理包括：将经过粗加工的挤压形状坯料中的碳化物充分固溶加热至奥氏体不锈钢基体中，然后进行退火处理。根据本专利技术的实施例，其中，所述固溶加热还包括：控制升温速度不大于150℃/h，使经过粗加工的挤压形状坯料加热至1060℃±10℃的温度范围，并且在所述温度范围内保温至少2小时。根据本专利技术的实施例，其中，所述精加工之后，还包括：对所述三通形状坯料中的无法加工部位和不满足表面光洁度要求的部位进行打磨，待成品检测合格后，形成所述压力管三通成品。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供的压力管三通挤压成形方法，至少具有如下有益效果：(1)通过高纯净的不锈钢连铸工艺，使得原材料中氢元素含量可以得到有效控制；(2)通过三通的挤压、机加工成形工艺，提高了压力管的力学性能均匀性。根据本专利技术提供的压力管三通挤压成形方法，经过实验测得，成形后的三通经显微组织测试，晶粒度在2～3级。经力学性能测试，在试验件的任一位置取样后，测得的材料屈服强度σ0.2的波动范围不超过30MPa，冲击吸收功波动范围不超过50J。(3)通过三通一体化挤压成形工艺，采用无焊缝形式，在压力管工况载荷复杂的情况下，提高了固有安全性，缩短了组装、焊接制造周期。附图说明图1示意性示出了本专利技术实施例的压力管三通的结构图。图2示意性示出了本专利技术实施例的压力管三通挤压成形方法的流程图。图3示意性示出了本专利技术实施例的压力管三通挤压成形方法的操作流程图。图4示意性示出了本专利技术实施例的压力管三通挤压成形方法其中的构筑成形操作流程图。图5示意性示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力管三通挤压成形方法，其特征在于，包括以下步骤：/n以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；/n将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；/n采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种压力管三通挤压成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；
将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；
采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。


2.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤之前还包括：将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯。


3.根据权利要求2所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述连铸坯采用316H材料。


4.根据权利要求2所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述炉外精炼包括：依次采用真空吹氧脱碳法、钢包精炼和真空脱气法对经电熔粗炼后的原料进行精炼。


5.根据权利要求2所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述连铸成形工艺包括：采用立弯式连铸机并结合电磁搅拌成套装置进行连铸成形。


6.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤中，所述构筑成形方法依次包括：连铸坯锯切、表面铣磨加工、表面清洁处理、堆垛、真空封焊、焊缝打磨锻前加热、高温高压大变形锻压、高温扩散、多向锻造、倒棱、滚圆、镦粗、冲孔和马杠扩孔。


7.根据权利要求6所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述高温高压大变形锻压和多向锻造均采用压力机进行。


8.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：
将所述挤压坯料加热到1100-1200℃。


9.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：
在所述组合式三通模具的型腔内壁均匀涂抹润滑剂。


10.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管制成三通形状坯料，包括：
所述挤压坯料为锻造圆坯，将所述挤压坯料通过挤压机带动挤压冲头依次经过正挤压工艺和反挤压工艺制成三通形状坯料。


11.根据权利要求10所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述挤压冲头由一实心圆柱轴和位于所述圆柱轴一端且直径大于所述圆柱轴的圆柱凸台组成，其中，所述圆柱凸台作为正挤冲头，所述圆柱轴作为反挤冲头，所述圆柱凸台直径与所述组合式三通模具的型腔主管内壁直径相同。


12.根据权利要求11所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述正挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆阳，孙刚，夏宇，邓夏，孙帅，王明政，吴水金，杨孔雳，张东辉，徐海涛，刘强，李雅平，燕春光，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11