本發(fā)明屬于鍛造制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及異形復(fù)雜鍛件的制造，特別涉及一種核聚變堆磁體支撐用h型鋼的制造方法。

背景技術(shù)：

h型鋼是一種截面為有帶錐度工字型的長條形異形件，材料為316ln，對耐低溫、高壓、抗腐蝕、內(nèi)部低缺陷、綜合力學(xué)性能要求非常高。h型鋼傳統(tǒng)制造方法一般是采用鍛造實(shí)心的長條形鍛件的方式成型，然后再通過機(jī)加工的方式掉內(nèi)部多余余量；或者采用鍛造為槽形鍛件的方式成型，后續(xù)通過車銑另一面的多余余量；或者采用鑄造的方式成型。目前采用鍛造的方式生產(chǎn)的產(chǎn)品因鍛件內(nèi)部纖維方向被切斷，不僅降低了其綜合力學(xué)性能和使用壽命，而且由于加工余量太大，需要大量的時間進(jìn)行機(jī)加工，同時也造成原材料的浪費(fèi)；而采用鑄造的方式成型，存在材料組織分布不均勻的問題，導(dǎo)致綜合力學(xué)性能不能滿足壓力容器的制造要求。該兩種方法是機(jī)械加工去除多余金屬制成，機(jī)械加工余量大，加工周期長，材料浪費(fèi)大，制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，針對傳統(tǒng)方法鍛造的核聚變堆磁體支撐用h型鋼存在的問題和弊端及產(chǎn)品自身的特點(diǎn)，提供一種能使鍛件纖維方向隨形分布，機(jī)加工余量小，機(jī)械性能和使用壽命提高，具有抗低溫、高壓和抗腐蝕特性，成本低的核聚變堆磁體支撐用h型鋼的鍛制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

核聚變堆磁體支撐用的h型鋼制造方法，包括下列步驟：

第一步：首先將經(jīng)電爐加爐外精煉的鋼錠加熱至始鍛溫度1180℃并保溫，在850℃～1180℃范圍內(nèi)進(jìn)行3-5次的反復(fù)鐓粗拔長，通過鍛壓以改變其組織狀態(tài)，焊合內(nèi)部缺陷，并用上下平砧得到滿足要求的截面為長方形的條形鍛坯，然后將條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度并保溫；保溫時間根據(jù)條形鍛坯有效截面厚度，條形鍛坯內(nèi)部和外部溫度趨向均勻后確定；

第二步：將條形鍛坯從加熱爐中取出后，對條形鍛坯進(jìn)行鐓粗預(yù)成型：先將預(yù)成型下模2預(yù)熱至250℃～350℃，涂抹脫模劑，然后將經(jīng)加熱至1180℃并充分保溫后的條形鍛坯的一端放入預(yù)成型下模2內(nèi)，預(yù)成型下模2放在液壓機(jī)下平臺的下砧座上，隨下平臺移動至液壓機(jī)上砧處，液壓機(jī)機(jī)械手夾住預(yù)成型上模1，通過上砧對預(yù)成型上模1施加壓力進(jìn)行鐓粗預(yù)成型,由于條形鍛坯較長，需對條形鍛坯由一端到另一端來回逐漸鐓粗進(jìn)行預(yù)成型，得鐓粗后的條形鍛坯，即預(yù)成型后的條形鍛坯；

第三步：預(yù)成型結(jié)束后，再次將預(yù)成型后的條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度1180℃并保溫一定時間（保溫時間根據(jù)坯料有效厚度確定），確保預(yù)成型后的條形鍛坯在鍛造過程中溫度區(qū)間范圍在850℃～1180℃內(nèi)；同時，取下預(yù)成型上模1，然后將預(yù)成型下模2更換為成型下模3；預(yù)成型后的條形鍛坯保溫達(dá)到鍛造溫度1180℃后，出爐進(jìn)行最終成型；將錐形上砧4放置在預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位，將預(yù)成型后的條形鍛坯的“兩只腳”放置在成型下模3中間凸出部位的兩邊凹槽內(nèi)，液壓機(jī)上砧向下壓錐形上砧4，錐形上砧4沿預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位向下移動，“雙肩”收到擠壓擴(kuò)張，將坯料擴(kuò)張至要求尺寸；同時，預(yù)成型后的條形鍛坯“兩只腳”沿成型下模3流動，填充凹槽，并最終達(dá)到理想尺寸；在用成型下模3和錐形上砧4鐓粗成型過程中，成型下模3需受力均勻，使核聚變堆磁體支撐用h型鋼鍛造流線均勻，以保證h型鋼有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；

第四步：h型鋼鍛制完成后經(jīng)性能熱處理，綜合力學(xué)性能、微觀組織及耐腐蝕、晶粒度檢驗(yàn)，小余量加工即制成核聚變堆磁體支撐用h型鋼5。

采用上述技術(shù)方案的有益效果:

本發(fā)明能鍛制不同材料、不同尺寸的有帶錐度工字型的長條形異形件，其纖維方向隨形分布，安全可靠，具有耐高溫、抗高壓和抗腐蝕特性，且機(jī)械加工余料小，省材料，加工周期短，制造成本低。

附圖說明

圖1為條形鍛坯放置在預(yù)成型上下模中的正視圖；

圖2為預(yù)成型后的條形鍛坯放置在成型下模中的正視圖；

圖3為預(yù)成型后的條形鍛坯放置在成型下模與錐形上砧中的正視圖；

圖4為成型后的h型鋼的正視圖。

圖中：1-預(yù)成型上模、2-預(yù)成型下模、3-成型下模、4-錐形上砧、5-h型鋼。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不作為對本發(fā)明的任何限制依據(jù)。

實(shí)施例一

核聚變堆磁體支撐用的h型鋼制造方法，包括下列步驟：

第一步：首先將經(jīng)電爐加爐外精煉的鋼錠加熱至1180℃進(jìn)行3次的反復(fù)鐓粗拔長，通過鍛壓以改變其組織狀態(tài)，焊合內(nèi)部缺陷，并用上下平砧得到滿足要求的截面為長方形的條形鍛坯，然后將條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度并保溫2小時；

第二步：將條形鍛坯從加熱爐中取出后，對條形鍛坯進(jìn)行鐓粗預(yù)成型：先將預(yù)成型下模2預(yù)熱至280℃，涂抹脫模劑，然后將經(jīng)加熱并充分保溫后的條形鍛坯的一端放入預(yù)成型下模2內(nèi)，預(yù)成型下模2放在液壓機(jī)下平臺的下砧座上，隨下平臺移動至液壓機(jī)上砧處，液壓機(jī)機(jī)械手夾住預(yù)成型上模1，通過上砧對預(yù)成型上模1施加壓力進(jìn)行鐓粗預(yù)成型,由于條形鍛坯較長，需對條形鍛坯由一端到另一端來回逐漸鐓粗進(jìn)行預(yù)成型，得鐓粗后的條形鍛坯,即預(yù)成型后的條形鍛坯；

第三步：預(yù)成型結(jié)束后，再次將預(yù)成型后的條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度1180℃并保溫1.5小時，確保預(yù)成型后的條形鍛坯在鍛造過程中溫度區(qū)間范圍在850℃～1180℃內(nèi)；同時，取下預(yù)成型上模1，然后將預(yù)成型下模2更換為成型下模3；預(yù)成型后的條形鍛坯保溫達(dá)到鍛造溫度后，出爐進(jìn)行最終成型；將錐形上砧4放置在預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位，將預(yù)成型后的條形鍛坯的“兩只腳”放置在成型下模3中間凸出部位的兩邊凹槽內(nèi)，液壓機(jī)上砧向下壓錐形上砧4，錐形上砧4沿預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位向下移動，“雙肩”收到擠壓擴(kuò)張，將坯料擴(kuò)張至要求尺寸；同時，預(yù)成型后的條形鍛坯兩只腳”沿成型下模3流動，填充凹槽，并最終達(dá)到理想尺寸；在用成型下模3和錐形上砧4鐓粗成型過程中，成型下模3需受力均勻，使核聚變堆磁體支撐用h型鋼鍛造流線均勻，以保證h型鋼有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；

第四步：h型鋼鍛制完成后經(jīng)性能熱處理，綜合力學(xué)性能、微觀組織及耐腐蝕、晶粒度檢驗(yàn)，小余量加工即制成核聚變堆磁體支撐用h型鋼5。

實(shí)施例二

核聚變堆磁體支撐用的h型鋼制造方法，包括下列步驟：

第一步：首先將經(jīng)電爐加爐外精煉的鋼錠加熱至1180℃進(jìn)行4次的反復(fù)鐓粗拔長，通過鍛壓以改變其組織狀態(tài)，焊合內(nèi)部缺陷，并用上下平砧得到滿足要求的截面為長方形的條形鍛坯，然后將條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度并保溫2.1小時；

第二步：將條形鍛坯從加熱爐中取出后，對條形鍛坯進(jìn)行鐓粗預(yù)成型：先將預(yù)成型下模2預(yù)熱至300℃，涂抹脫模劑，然后將經(jīng)加熱并充分保溫后的條形鍛坯的一端放入預(yù)成型下模2內(nèi)，預(yù)成型下模2放在液壓機(jī)下平臺的下砧座上，隨下平臺移動至液壓機(jī)上砧處，液壓機(jī)機(jī)械手夾住預(yù)成型上模1，通過上砧對預(yù)成型上模1施加壓力進(jìn)行鐓粗預(yù)成型,由于條形鍛坯較長，需對條形鍛坯由一端到另一端來回逐漸鐓粗進(jìn)行預(yù)成型，得鐓粗后的條形鍛坯,即預(yù)成型后的條形鍛坯；

第三步：預(yù)成型結(jié)束后，再次將預(yù)成型后的條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度1180℃并保溫2小時，確保預(yù)成型后的條形鍛坯在鍛造過程中溫度區(qū)間范圍在850℃～1180℃內(nèi)；同時，取下預(yù)成型上模1，然后將預(yù)成型下模2更換為成型下模3；預(yù)成型后的條形鍛坯保溫達(dá)到鍛造溫度后，出爐進(jìn)行最終成型；將錐形上砧4放置在預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位，將預(yù)成型后的條形鍛坯的“兩只腳”放置在成型下模3中間凸出部位的兩邊凹槽內(nèi)，液壓機(jī)上砧向下壓錐形上砧4，錐形上砧4沿預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位向下移動，“雙肩”收到擠壓擴(kuò)張，將坯料擴(kuò)張至要求尺寸；同時，預(yù)成型后的條形鍛坯兩只腳”沿成型下模3流動，填充凹槽，并最終達(dá)到理想尺寸；在用成型下模3和錐形上砧4鐓粗成型過程中，成型下模3需受力均勻，使核聚變堆磁體支撐用h型鋼鍛造流線均勻，以保證h型鋼有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；

第四步：h型鋼鍛制完成后經(jīng)性能熱處理，綜合力學(xué)性能、微觀組織及耐腐蝕、晶粒度檢驗(yàn)，小余量加工即制成核聚變堆磁體支撐用h型鋼5。

實(shí)施例三

核聚變堆磁體支撐用的h型鋼制造方法，包括下列步驟：

第一步：首先將經(jīng)電爐加爐外精煉的鋼錠加熱至1180℃進(jìn)行5次的反復(fù)鐓粗拔長，通過鍛壓以改變其組織狀態(tài)，焊合內(nèi)部缺陷，并用上下平砧得到滿足要求的截面為長方形的條形鍛坯，然后將條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度并保溫2.5小時；

第二步：將條形鍛坯從加熱爐中取出后，對條形鍛坯進(jìn)行鐓粗預(yù)成型：先將預(yù)成型下模2預(yù)熱至340℃，涂抹脫模劑，然后將經(jīng)加熱并充分保溫后的條形鍛坯的一端放入預(yù)成型下模2內(nèi)，預(yù)成型下模2放在液壓機(jī)下平臺的下砧座上，隨下平臺移動至液壓機(jī)上砧處，液壓機(jī)機(jī)械手夾住預(yù)成型上模1，通過上砧對預(yù)成型上模1施加壓力進(jìn)行鐓粗預(yù)成型,由于條形鍛坯較長，需對條形鍛坯由一端到另一端來回逐漸鐓粗進(jìn)行預(yù)成型，得鐓粗后的條形鍛坯,即預(yù)成型后的條形鍛坯；

第三步：預(yù)成型結(jié)束后，再次將預(yù)成型后的條形鍛坯放入鍛件加熱爐中加熱至始鍛溫度1180℃并保溫2.5小時，確保預(yù)成型后的條形鍛坯在鍛造過程中溫度區(qū)間范圍在850℃～1180℃內(nèi)；同時，取下預(yù)成型上模1，然后將預(yù)成型下模2更換為成型下模3；預(yù)成型后的條形鍛坯保溫達(dá)到鍛造溫度后，出爐進(jìn)行最終成型；將錐形上砧4放置在預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位，將預(yù)成型后的條形鍛坯的“兩只腳”放置在成型下模3中間凸出部位的兩邊凹槽內(nèi)，液壓機(jī)上砧向下壓錐形上砧4，錐形上砧4沿預(yù)成型后的條形鍛坯“雙肩”中間部位向下移動，“雙肩”收到擠壓擴(kuò)張，將坯料擴(kuò)張至要求尺寸；同時，預(yù)成型后的條形鍛坯兩只腳”沿成型下模3流動，填充凹槽，并最終達(dá)到理想尺寸；在用成型下模3和錐形上砧4鐓粗成型過程中，成型下模3需受力均勻，使核聚變堆磁體支撐用h型鋼鍛造流線均勻，以保證h型鋼有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能；

第四步：h型鋼鍛制完成后經(jīng)性能熱處理，綜合力學(xué)性能、微觀組織及耐腐蝕、晶粒度檢驗(yàn)，小余量加工即制成核聚變堆磁體支撐用h型鋼5。