一種鉻鋯銅異形板的鍛造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種有色金屬加工方法，具體涉及一種用于常規(guī)磁體托卡馬克裝置板式環(huán)向場線圈所需的鉻鋯銅異型銅板的鍛造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]托卡馬克裝置，是一種利用磁場約束等離子體來實(shí)現(xiàn)受控核聚變反應(yīng)的聚變裝置。它的中央是一個(gè)環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈。線圈通電產(chǎn)生巨大的磁場，用于約束等離子體，通過各種輔助加熱手段使等離子體達(dá)到高溫高壓狀態(tài)，以達(dá)到核聚變反應(yīng)的目的。線圈分為常規(guī)磁體線圈和超導(dǎo)磁體線圈。常規(guī)磁體線圈主要由銅及銅合金材料做導(dǎo)體進(jìn)行制造。板式環(huán)向場線圈需要大尺寸異形截面的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金板材，由于其形狀特殊，性能要求高，給生產(chǎn)和制造帶來了很大的困難，國內(nèi)沒有制造過大尺寸鉻鋯銅異形銅板。
[0003]目前現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝是，銅錠熱鍛開坯——熱軋或熱鍛——固溶熱處理——冷軋或冷鍛——時(shí)效熱處理——機(jī)加工——包裝。此工藝中的鍛造工序是直接鍛造或軋制成板材，然后直接加工，這種工藝雖然可以滿足生產(chǎn)要求，但是制造過程中，需要預(yù)留出很大的加工余量，造成材料利用率低，生產(chǎn)成本高，并且重新固溶熱處理后的銅板晶粒尺寸較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于環(huán)向場線圈的大尺寸鉻鋯銅異形銅板的鍛造方法，以大量減少鍛造過程中的預(yù)留加工余量，充分細(xì)化銅板晶粒組織，盡可能提高鉻鋯銅銅板的機(jī)械性能和導(dǎo)電性能。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鉻鋯銅異形板的鍛造方法，包括以下步驟，
[0006]步驟A:將鉻鋯銅銅錠加熱進(jìn)行墩拔、沖孔制成銅套粗坯；
[0007]步驟B:將由步驟A制得的銅套粗坯進(jìn)行高溫?zé)岘h(huán)軋，使其直徑擴(kuò)大，壁厚減小，同時(shí)利用環(huán)軋余熱進(jìn)行固溶熱處理；
[0008]步驟C:將由步驟B制得的銅套形狀坯料從一側(cè)鋸開一個(gè)開口，用油壓機(jī)經(jīng)過鍛壓將環(huán)狀銅套展開成平板；
[0009]步驟D:將由步驟C制得的銅板用油壓機(jī)進(jìn)行不均勻變形，使銅板產(chǎn)生彎曲，得到最終鍛件。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，相比現(xiàn)有技術(shù)的軋制或者鍛造方法，能大幅減少軋制或者鍛造過程預(yù)留的機(jī)加工余量，提高了產(chǎn)品的材料利用率，生產(chǎn)成本大幅減少；同時(shí)能夠使銅板獲得十分細(xì)小的晶粒組織，滿足裝置對(duì)銅板的各項(xiàng)性能要求。具有如下優(yōu)點(diǎn):1、采用高溫?zé)岘h(huán)車L，并利用環(huán)軋余熱進(jìn)行固溶熱處理的形變熱處理工藝，避免了重新加熱進(jìn)行固溶熱處理，因此充分細(xì)化了鉻鋯銅銅板的晶粒組織；2、采用不均勻變形的成型方式，操作簡單，并且大幅降低鍛造預(yù)留機(jī)加工余量，提高了產(chǎn)品材料利用率，降低生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0011]圖1為下料示意圖；
[0012]圖2為鐓粗、沖孔、擴(kuò)孔示意圖；
[0013]圖3為熱環(huán)軋示意圖；
[0014]圖4為鋸切示意圖；
[0015]圖5為展開成平板示意圖；
[0016]圖6為不均勻變形鍛造示意圖；
[0017]圖7為鍛件成品圖。
[0018]圖中，I壓彎胎，2工件，3平砧，4不均勻變形，5均勻變形，6不均勻變形。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0020]環(huán)流器二號(hào)A升級(jí)改造后的托卡馬克裝置環(huán)向場線圈中心直段和下橫段組成了一個(gè)L形部件，高度為5米多，L形部件下橫段長度接近2米，而直段的寬度不到0.4米，并且L形部件從左到右的厚度為漸進(jìn)變厚，最左端約為11毫米，L形部件下橫段最右端厚度達(dá)到了 50毫米。傳統(tǒng)的加工方法是軋制或者鍛造出等厚的方板，通過機(jī)加工達(dá)到所需尺寸要求，這種方法造成銅板的大量浪費(fèi)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0021]一種用于環(huán)向場線圈的大尺寸鉻鋯銅異形銅板鍛造方法，包括以下步驟:
[0022]步驟A:將鉻鋯銅銅錠加熱進(jìn)行墩拔、沖孔制成銅套粗坯；
[0023]步驟B:將由步驟A制得的銅套粗坯進(jìn)行高溫?zé)岘h(huán)軋，使其直徑擴(kuò)大，壁厚減小，同時(shí)利用環(huán)軋余熱進(jìn)行固溶熱處理；
[0024]步驟C:將由步驟B制得的銅套形狀坯料從一側(cè)鋸開一個(gè)開口，用油壓機(jī)經(jīng)過鍛壓將環(huán)狀銅套展開成平板。
[0025]步驟D:將由步驟C制得的銅板用油壓機(jī)進(jìn)行不均勻變形，使銅板產(chǎn)生彎曲，得到最終鍛件。
[0026]具體實(shí)施例:
[0027]選擇鉻錯(cuò)銅銅錠,重量為2800kg
[0028]步驟A、將加熱溫度:900°C，保溫3小時(shí)，墩粗至540mm厚，沖孔Φ 280mm,平整；之后重新回爐加熱至900°C，保溫1.5小時(shí)，馬杠擴(kuò)孔至Φ 500mm。
[0029]步驟B、將步驟A中獲得的銅套粗坯加熱至溫度:980°C，保溫I小時(shí)，在環(huán)軋機(jī)上熱軋至尺寸Φ 1620mmΦ 1400mmX490mm，立即入水進(jìn)行固溶熱處理。
[0030]步驟C、用鋸床將步驟B中獲得的環(huán)坯鋸開一個(gè)切口，用壓力機(jī)校平成平板。
[0031]步驟D、上下彎曲部分采用不均勻變形，中間直段采用均勻變形，最后平整得到合格鍛件尺寸。
[0032]鉻鋯銅鍛件成品的抗拉強(qiáng)度大于350MPa，屈服強(qiáng)度大于290MPa，延伸率大于15%，疲勞強(qiáng)度(16)大于190MPa，硬度大于92HRF，導(dǎo)電率不小于82%IACS，平均晶粒尺寸小于100微米。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉻鋯銅異形板的鍛造方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟A:將鉻鋯銅銅錠加熱進(jìn)行墩拔、沖孔制成銅套粗坯； 步驟B:將由步驟A制得的銅套粗坯進(jìn)行高溫?zé)岘h(huán)軋，使其直徑擴(kuò)大，壁厚減小，同時(shí)利用環(huán)軋余熱進(jìn)行固溶熱處理； 步驟C:將由步驟B制得的銅套形狀坯料從一側(cè)鋸開一個(gè)開口，用油壓機(jī)經(jīng)過鍛壓將環(huán)狀銅套展開成平板； 步驟D:將由步驟C制得的銅板用油壓機(jī)進(jìn)行不均勻變形，使銅板產(chǎn)生彎曲，得到最終鍛件。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種用于常規(guī)磁體托卡馬克裝置板式環(huán)向場線圈所需的鉻鋯銅異型銅板的鍛造方法。包括以下步驟，將鉻鋯銅銅錠加熱進(jìn)行墩拔、沖孔制成銅套粗坯；將制得的銅套粗坯進(jìn)行高溫?zé)岘h(huán)軋，使其直徑擴(kuò)大，壁厚減小，同時(shí)利用環(huán)軋余熱進(jìn)行固溶熱處理；將制得的銅套形狀坯料從一側(cè)鋸開一個(gè)開口，用油壓機(jī)經(jīng)過鍛壓將環(huán)狀銅套展開成平板；將制得的銅板用油壓機(jī)進(jìn)行不均勻變形，使銅板產(chǎn)生彎曲，得到最終鍛件。其優(yōu)點(diǎn)是，相比現(xiàn)有技術(shù)的軋制或者鍛造方法，能大幅減少軋制或者鍛造過程預(yù)留的機(jī)加工余量，提高了產(chǎn)品的材料利用率，生產(chǎn)成本大幅減少；同時(shí)能夠使銅板獲得十分細(xì)小的晶粒組織，滿足裝置對(duì)銅板的各項(xiàng)性能要求。
【IPC分類】C22F1-08
【公開號(hào)】CN104745988
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310727465
【發(fā)明人】邱銀, 李廣生, 王鳳德, 鄒暉, 單亞農(nóng), 毛維成, 李瑋, 林才, 曲德猛, 蔡立君, 劉健
【申請(qǐng)人】核工業(yè)西南物理研究院, 煙臺(tái)萬隆真空冶金股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月25日