專利名稱：水室封頭制造工藝方法及其鐓擠模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬加工工藝方法及其相關(guān)模具，特別涉及一種水室封頭制造工 藝方法及其鐓擠模具。
背景技術(shù)：
核電的發(fā)展提高到了國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)和國(guó)家發(fā)展十大依托任務(wù)之首，核電核島中反 應(yīng)堆的壓力容器的自主化(國(guó)產(chǎn)化)提到了空前的高度，我國(guó)秦山和大亞灣核電站是從法 國(guó)阿文斯通和新日本制鐵進(jìn)口，價(jià)格昂貴。為發(fā)展清潔能源，減少C02排放，我國(guó)規(guī)劃在 2020年再增加8000萬(wàn)KW的核電裝機(jī)容量，而核電站水室封頭球冠外部材料突起部位成型 困難，由于受目前自由鍛工藝的限制，只能成型出一整塊的凸起材料，最后把多余材料加工 掉，以達(dá)到所需要的鍛件形狀，這種方法既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，成本極其昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
為了彌補(bǔ)以上不足，本發(fā)明提供了一種水室封頭制造工藝方法及其鐓擠模具，該 水室封頭制造工藝方法方便的形成了水室封頭外側(cè)壁上的若干凸起，無(wú)需后續(xù)再進(jìn)行繁瑣 的加工，水室封頭結(jié)構(gòu)致密無(wú)裂紋等缺陷，其可靠性和強(qiáng)度高。本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種水室封頭制造工藝方法， 其步驟如下a.鋼錠切除冒口 1050度到1250度的高溫鋼錠切除鋼錠冒口，可用氧氣-乙炔等 各種火焰切割方法，鑒于目前煉鋼水平有時(shí)需要將鋼錠冒口和鋼錠底部均切除，是否需要 切除鋼錠底部視鋼錠底部實(shí)際煉制質(zhì)量決定；b.閉式鐓粗鋼錠將鋼錠放置于閉式鐓粗模具內(nèi)，再在鋼錠上方施力對(duì)鋼錠進(jìn)行 鐓粗，然后將鐓粗后的鋼錠進(jìn)行拔長(zhǎng)，如此反復(fù)直至鋼錠直徑、高度和致密度達(dá)到設(shè)定值；c.熱穿孔將鋼錠放置于鐓擠下模內(nèi)，鐓擠上模以設(shè)定壓力向下鐓擠鋼錠，將鋼 錠上端鐓擠出一內(nèi)凹型腔，鋼錠下端鐓擠出與鐓擠下模內(nèi)壁凹槽形狀相似的凸起；d.分布擠壓鋼錠位于鐓擠下模內(nèi)不動(dòng)，分布擠壓上模沿鋼錠上端的內(nèi)凹型腔中 心向下擠壓鋼錠，然后分布擠壓上模向上運(yùn)動(dòng)復(fù)位，分布擠壓上模徑向旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度，分布 擠壓上模沿鋼錠內(nèi)凹型腔向下重復(fù)擠壓鋼錠，分布擠壓上模每旋轉(zhuǎn)一個(gè)設(shè)定角度為一個(gè)分 布擠壓工步，如此反復(fù)動(dòng)作直至鋼錠所成擠壓坯上端內(nèi)凹型腔到達(dá)設(shè)定壁厚和高度且鋼錠 下端凸起到設(shè)定形狀，分布擠壓上模旋轉(zhuǎn)一周形成一個(gè)分布擠壓工序，此過(guò)程是將鋼錠放 置在封閉的鐓擠下模內(nèi)，通過(guò)分布擠壓上模對(duì)鋼錠進(jìn)行分區(qū)域、分時(shí)域的反復(fù)擠壓，金屬受 分布擠壓上模擠壓后向遠(yuǎn)離分布擠壓上模方向流動(dòng)，這樣當(dāng)分布擠壓上模擠壓鋼錠內(nèi)凹型 腔時(shí)，流動(dòng)的金屬一部分進(jìn)入鐓擠下模下側(cè)內(nèi)壁的凹槽內(nèi)形成水室封頭外側(cè)壁上的若干凸 起，另一部分則進(jìn)入鐓擠下模與分布擠壓上模的間隙中從而沿水室封頭的母線轉(zhuǎn)向上方流 動(dòng)，使該處(即金屬流動(dòng)較快部位)鋼錠的直筒高度高于其它部位，由于分布擠壓上模是同 向連續(xù)旋轉(zhuǎn)擠壓鋼錠內(nèi)凹型腔的，且每一分布擠壓工步后均旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度，這樣鋼錠所成擠壓坯上端就最終趨于平齊狀態(tài)了，顯然分布擠壓上模徑向旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度越小、分布擠壓 次數(shù)越多，鋼錠所成擠壓坯上端高度差越小、鋼錠所成擠壓坯內(nèi)凹型腔內(nèi)側(cè)表面越平整，擠 壓坯下端所成凸起越飽滿；e.精整鐓擠上模沿鋼錠中心對(duì)鋼錠所成擠壓坯內(nèi)腔表面整體擠壓，將鋼錠所成 擠壓坯上端內(nèi)腔表面整平、壁厚擠壓均勻同時(shí)將鋼錠下端凸起擠壓飽滿；f.裁切將精整后的擠壓坯上端多余金屬切除，使其高度達(dá)到設(shè)定值。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，分布擠壓鋼錠時(shí)分布擠壓上模沿鋼錠內(nèi)凹型腔向下擠壓 鋼錠的速度與鋼錠材質(zhì)有關(guān)，具體為鋼錠為黑色金屬時(shí)分布擠壓上模向下擠壓速度為5mm/S-90mm/S ；鋼錠為有色金屬時(shí)分布擠壓上模向下擠壓速度為20mm/S-300mm/S。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，分布擠壓上模不接觸金屬時(shí)的上升和下降的速度均為 90mm/s-300mm/s。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，分布擠壓鋼錠時(shí)，分布擠壓上模徑向旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度為30 度，六個(gè)分布擠壓工步為一個(gè)分布擠壓工序，共反復(fù)進(jìn)行三次分布擠壓工序，這樣就有效保 證了分布擠壓工序后鋼錠所成的擠壓坯內(nèi)凹型腔壁厚均勻、上端平齊，下端凸起整齊。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，分布擠壓工序的壓下量為2mm-2000mm之間。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，精整工序的鐓擠上模壓制速度、不接觸金屬時(shí)的上升和 下降的速度均與分布擠壓鋼錠工序分布擠壓上模壓制速度、不接觸金屬時(shí)的上升和下降的 速度相同，但精整工序鐓擠上模的壓下量是分布擠壓工序的分布擠壓上模壓下量的0.01 倍-0.5倍。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，包括鐓擠上模和鐓擠下模，以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，鐓擠下模 為上端開口的桶狀柱體，鐓擠下模下側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有若干內(nèi)凹的凹槽，鐓擠上模外側(cè)直徑小 于鐓擠下模內(nèi)側(cè)直徑，鐓擠上模與鐓擠下模中心共線，鋼錠在鐓擠下模內(nèi)被鐓擠上模擠壓 后，金屬就一部分向下流動(dòng)進(jìn)入鐓擠下模下側(cè)內(nèi)壁的凹槽內(nèi)，這樣就初步形成了水室封頭 外側(cè)壁上的凸起，一部分金屬沿鐓擠下模和鐓擠上模之間的間隙向上流動(dòng)就形成一內(nèi)凹型 腔，就初步形成水室封頭圓桶部分。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明將高溫加熱的鋼錠固定放置在封閉的鐓擠下模 內(nèi)，鐓擠上模和分布擠壓上模分別對(duì)鋼錠進(jìn)行鐓擠、分布擠壓和精整，使金屬在鐓擠下模內(nèi) 一部分向下流動(dòng)形成水室封頭的外側(cè)凸起，另一部分金屬向上流動(dòng)形成水室封頭的圓桶部 分，這樣水室封頭就一次成型出來(lái)，無(wú)需后續(xù)繁瑣的加工，因而效率高、成本低、其內(nèi)部結(jié)構(gòu) 致密無(wú)裂紋等缺陷，可靠性和強(qiáng)度高。


圖1為熱穿孔工序示意圖；圖2為分布擠壓工序示意圖；圖3為精整工序示意圖；圖4為鐓擠上模俯視圖；圖5為圖4中A-A向剖視圖；圖6為鐓擠下模俯視圖7為圖6中B-B向剖視圖；圖8為分布擠壓上模主視圖；圖9為分布擠壓上模俯視圖；圖10為水室封頭剖面主視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一種水室封頭制造工藝方法，其步驟如下a.鋼錠切除冒口 1050度到1250度的高溫鋼錠1切除鋼錠1冒口，可用氧氣-乙 炔等各種火焰切割方法，鑒于目前煉鋼水平有時(shí)需要將鋼錠1冒口和鋼錠1底部均切除，是 否需要切除鋼錠1底部視鋼錠底部實(shí)際煉制質(zhì)量決定；b.閉式鐓粗鋼錠將鋼錠1放置于閉式鐓粗模具內(nèi)，再在鋼錠上方施力對(duì)鋼錠1 進(jìn)行鐓粗，然后將鐓粗后的鋼錠1進(jìn)行拔長(zhǎng)，如此反復(fù)直至鋼錠1直徑、高度和致密度達(dá)到 設(shè)定值；c.熱穿孔將鋼錠1放置于鐓擠下模3內(nèi)，鐓擠上模2以設(shè)定壓力向下鐓擠鋼錠 1，將鋼錠1上端鐓擠出一內(nèi)凹型腔11，鋼錠1下端鐓擠出與鐓擠下模3內(nèi)壁凹槽31形狀相 似的凸起12 ；d.分布擠壓鋼錠1位于鐓擠下模3內(nèi)不動(dòng)，分布擠壓上模4沿鋼錠1上端的內(nèi) 凹型腔11中心向下擠壓鋼錠1，然后分布擠壓上模4向上運(yùn)動(dòng)復(fù)位，分布擠壓上模4徑向旋 轉(zhuǎn)設(shè)定角度，分布擠壓上模4沿鋼錠內(nèi)凹型腔11向下重復(fù)擠壓鋼錠，分布擠壓上模4每旋 轉(zhuǎn)一個(gè)設(shè)定角度為一個(gè)分布擠壓工步，如此反復(fù)動(dòng)作直至鋼錠1所成擠壓坯上端內(nèi)凹型腔 11到達(dá)設(shè)定壁厚和高度且鋼錠1下端凸起12到設(shè)定形狀，分布擠壓上模4旋轉(zhuǎn)一周形成一 個(gè)分布擠壓工序，此過(guò)程是將鋼錠1放置在封閉的鐓擠下模3內(nèi)，通過(guò)分布擠壓上模4對(duì)鋼 錠進(jìn)行分區(qū)域、分時(shí)域的反復(fù)擠壓，金屬受分布擠壓上模4擠壓后向遠(yuǎn)離分布擠壓上模4方 向流動(dòng)，這樣當(dāng)分布擠壓上模4擠壓鋼錠內(nèi)凹型腔11時(shí)，流動(dòng)的金屬一部分進(jìn)入鐓擠下模 3下側(cè)內(nèi)壁的凹槽31內(nèi)形成水室封頭外側(cè)壁上的若干凸起12，另一部分則進(jìn)入鐓擠下模3 與分布擠壓上模4的間隙中從而沿水室封頭的母線轉(zhuǎn)向上方流動(dòng)，使該處(即金屬流動(dòng)較 快部位)鋼錠的直筒高度高于其它部位，由于分布擠壓上模4是同向連續(xù)旋轉(zhuǎn)擠壓鋼錠內(nèi) 凹型腔11的，且每一分布擠壓工步后均旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度，這樣鋼錠所成擠壓坯上端就最終趨 于平齊狀態(tài)了，顯然分布擠壓上模4徑向旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度越小、分布擠壓次數(shù)越多，鋼錠所成 擠壓坯上端高度差越小、鋼錠所成擠壓坯內(nèi)凹型腔11內(nèi)側(cè)表面越平整，擠壓坯下端所成凸 起12越飽滿；e.精整鐓擠上模2沿鋼錠中心對(duì)鋼錠所成擠壓坯內(nèi)凹型腔11表面整體擠壓，將 鋼錠所成擠壓坯上端內(nèi)腔表面整平、壁厚擠壓均勻同時(shí)將鋼錠下端凸起12擠壓飽滿；f.裁切將精整后的擠壓坯上端多余金屬切除，使其高度達(dá)到設(shè)定值。所述分布擠壓鋼錠時(shí)分布擠壓上模4沿鋼錠內(nèi)凹型腔向下擠壓鋼錠的速度與鋼 錠材質(zhì)有關(guān)，具體為鋼錠為黑色金屬時(shí)分布擠壓上模4向下擠壓速度為5mm/S-90mm/S ；鋼錠為有色金屬時(shí)分布擠壓上模4向下擠壓速度為20mm/S-300mm/S。所述分布擠壓上模4不接觸金屬時(shí)的上升和下降的速度均為90mm/S-300mm/S。
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所述分布擠壓鋼錠時(shí)，分布擠壓上模4徑向旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度為30度，六個(gè)分布擠壓 工步為一個(gè)分布擠壓工序，共反復(fù)進(jìn)行三次分布擠壓工序，這樣就有效保證了分布擠壓工 序后鋼錠所成的擠壓坯內(nèi)凹型腔壁厚均勻、上端平齊，下端凸起整齊。所述分布擠壓工序的壓下量為2mm-2000mm之間。所述精整工序的鐓擠上模2壓制速度、不接觸金屬時(shí)的上升和下降的速度均與分 布擠壓鋼錠工序分布擠壓上模4壓制速度、不接觸金屬時(shí)的上升和下降的速度相同，但精 整工序鐓擠上模2的壓下量是分布擠壓工序的分布擠壓上模4壓下量的0. 01倍-0. 5倍。所述的水室封頭制造工藝方法的鐓擠模具包括鐓擠上模2和鐓擠下模3，以使用 方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，鐓擠下模3為上端開口的桶狀柱體，鐓擠下模3下側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有若干內(nèi)凹的凹 槽31，鐓擠上模2外側(cè)直徑小于鐓擠下模3內(nèi)側(cè)直徑，鐓擠上模2與鐓擠下模3中心共線， 鋼錠在鐓擠下模3內(nèi)被鐓擠上模2擠壓后，金屬就一部分向下流動(dòng)進(jìn)入鐓擠下模3下側(cè)內(nèi) 壁的凹槽31內(nèi)，這樣就初步形成了水室封頭外側(cè)壁上的凸起，一部分金屬沿鐓擠下模3和 鐓擠上模2之間的間隙向上流動(dòng)就形成一內(nèi)凹型腔，就初步形成水室封頭圓桶部分。
權(quán)利要求
一種水室封頭制造工藝方法，其特征為其步驟如下a.鋼錠切除冒口1050度到1250度的高溫鋼錠(1)切除鋼錠冒口；b.閉式鐓粗鋼錠將鋼錠(1)放置于閉式鐓粗模具內(nèi)，再在鋼錠上方施力對(duì)鋼錠進(jìn)行鐓粗，然后將鐓粗后的鋼錠進(jìn)行拔長(zhǎng)，如此反復(fù)直至鋼錠直徑、高度和致密度達(dá)到設(shè)定值；c.熱穿孔將鋼錠(1)放置于鐓擠下模(3)內(nèi)，鐓擠上模(2)以設(shè)定壓力向下鐓擠鋼錠(1)，將鋼錠(1)上端鐓擠出一內(nèi)凹型腔(11)，鋼錠下端鐓擠出與鐓擠下模內(nèi)壁凹槽形狀相似的凸起(12)；d.分布擠壓鋼錠位于鐓擠下模(3)內(nèi)不動(dòng)，分布擠壓上模(4)沿鋼錠(1)上端的內(nèi)凹型腔(11)中心向下擠壓鋼錠，然后分布擠壓上模向上運(yùn)動(dòng)復(fù)位，分布擠壓上模徑向旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度，分布擠壓上模沿鋼錠內(nèi)凹型腔(11)向下重復(fù)擠壓鋼錠，分布擠壓上模每旋轉(zhuǎn)一個(gè)設(shè)定角度為一個(gè)分布擠壓工步，如此反復(fù)動(dòng)作直至鋼錠所成擠壓坯上端內(nèi)凹型腔(11)到達(dá)設(shè)定壁厚和高度且鋼錠下端凸起(12)到設(shè)定形狀，分布擠壓上模旋轉(zhuǎn)一周形成一個(gè)分布擠壓工序；e.精整鐓擠上模(2)沿鋼錠中心對(duì)鋼錠所成擠壓坯內(nèi)腔表面整體擠壓，將鋼錠所成擠壓坯上端內(nèi)凹型腔(11)表面整平、壁厚擠壓均勻同時(shí)將鋼錠下端凸起(12)擠壓飽滿；f.裁切將精整后的擠壓坯上端多余金屬切除，使其高度達(dá)到設(shè)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水室封頭制造工藝方法，其特征是分布擠壓鋼錠時(shí)分布 擠壓上模(4)沿鋼錠內(nèi)凹型腔(11)向下擠壓鋼錠的速度與鋼錠材質(zhì)有關(guān)，具體為鋼錠為黑色金屬時(shí)分布擠壓上模向下擠壓速度為5mm/S-90mm/S ；鋼錠為有色金屬時(shí)分布擠壓上模向下擠壓速度為20mm/s-300mm/s。
3.如權(quán)利要求1所述的一種水室封頭制造工藝方法，其特征是分布擠壓上模(4)不 接觸金屬時(shí)的上升和下降的速度均為90mm/S-300mm/S。
4.如權(quán)利要求1所述的一種水室封頭制造工藝方法，其特征是分布擠壓鋼錠時(shí)，分布 擠壓上模(4)徑向旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度為30度，六個(gè)分布擠壓工步為一個(gè)分布擠壓工序，共反復(fù) 進(jìn)行三次分布擠壓工序。
5.如權(quán)利要求1所述的一種水室封頭制造工藝方法，其特征是分布擠壓工序的壓下 量為2mm-2000mm之間。
6.如權(quán)利要求1或5所述的一種水室封頭制造工藝方法，其特征是精整工序的鐓擠 上模(2)壓制速度、不接觸金屬時(shí)的上升和下降的速度均與分布擠壓鋼錠工序分布擠壓上 模(4)壓制速度、不接觸金屬時(shí)的上升和下降的速度相同，但精整工序鐓擠上模的壓下量 是分布擠壓工序的分布擠壓上模壓下量的0. 01倍-0. 5倍。
7.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的一種水室封頭制造工藝方法的鐓擠模具，其特征是包 括鐓擠上模(2)和鐓擠下模(3)，以使用方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，鐓擠下模(3)為上端開口的桶狀柱體， 鐓擠下模(3)下側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有若干內(nèi)凹的凹槽(31)，鐓擠上模(2)外側(cè)直徑小于鐓擠下模 ⑶內(nèi)側(cè)直徑，鐓擠上模⑵與鐓擠下模⑶中心共線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水室封頭制造工藝方法及其鐓擠模具，高溫鋼錠切除冒口后閉式鐓粗，鐓擠上模對(duì)鐓粗的鋼錠進(jìn)行熱穿孔，使其上端形成內(nèi)凹型腔同時(shí)下端形成若干凸起，分布擠壓上模以不同的角度沿鋼錠內(nèi)凹型腔向下擠壓金屬，實(shí)現(xiàn)分布擠壓鋼錠，至鋼錠上端面趨于平齊再用鐓擠上模對(duì)鋼錠進(jìn)行精整，使鋼錠上端內(nèi)凹型腔壁厚均勻、下端凸起飽滿，最終將擠壓坯上端多余金屬切除使其高度達(dá)到設(shè)定值；鐓擠模具的鐓擠下模為上端開口的桶狀柱體，且其下側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有若干內(nèi)凹的凹槽，鐓擠上模外側(cè)直徑小于鐓擠下模內(nèi)側(cè)直徑，鐓擠上模與鐓擠下模中心共線，本發(fā)明使水室封頭一次成型，無(wú)需后續(xù)加工，效率高、成本低、內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密無(wú)裂紋等缺陷，可靠性和強(qiáng)度高。
文檔編號(hào)B21J5/08GK101905278SQ200910182270
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者盧清萍, 尹利平, 張人佶, 張曉松, 李罡, 汪洋, 陳振東, 顏永年 申請(qǐng)人:蘇州昆侖先進(jìn)制造技術(shù)裝備有限公司;顏永年