条形砧旋转锻造封头的工艺研究

发布时间：2017-03-17 16:06

  本文关键词：条形砧旋转锻造封头的工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着化工和石油工业的发展,压力容器的工作温度范围越来越宽;新工作介质不断出现,还要求压力容器的耐腐蚀性能不断提高;许多工艺装置规模越来越大,压力容器的容量也随之不断增大。对反应堆压力容器主要承压部件的封头而言,为保证产品的形状尺寸和内部组织的综合性能达到规定要求,其成形工艺的研究势在必行。本文首先制定了条形砧旋转锻造封头的工艺,该工艺共分为三个阶段:十字定位阶段、大压下量旋转锻造和小压下量旋转锻造。条形砧压制坯料时,自由区金属向两侧流动,封头底部承受拉伸载荷导致封头底部厚度减薄。条形砧宽度和摩擦系数是影响封头底部厚度减薄的主要因素。确定封头底部减薄量和封头锻件成形所需载荷为封头质量的评价指标。改变条形砧宽度和摩擦系数大小,通过有限元模拟发现条形砧宽度增大和摩擦系数的增大,底部减薄量减小,但封头锻件成形所需载荷增大。通过有限元模拟发现,封头锻造结束后,坯料表面温度低于终锻温度,坯料需要在锻制过程重新回炉加热,然后继续锻造。通过综合比较各因素对封头底部厚度减薄量和封头成形所需载荷的影响,确定封头成形的最终工艺。以SA508-3为毛坯材料,45#钢为模具材料,进行了比例为1:1的物理试验,并与设计锻件的尺寸进行了比较分析。结果表明,封头尺寸与设计尺寸比较吻合,证明了该成形工艺的正确性,为以后的封头成形工艺设计提供了一定的基础。
【关键词】：厚壁封头 条形砧 回炉次数 试验研究
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH49
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 前言9
• 1.2 厚壁封头主要生产工艺方法9-14
• 1.2.1 旋压成形10-12
• 1.2.2 拼焊成形12-13
• 1.2.3 整体锻造13-14
• 1.3 国内外研究情况14-15
• 1.3.1 国外研究情况14
• 1.3.2 国内研究情况14-15
• 1.4 本课题研究意义15-16
• 1.5 本文的研究内容16-17
• 第2章 大型厚壁封头条形砧旋转锻造工艺17-31
• 2.1 大型厚壁封头的技术要求17-20
• 2.1.1 化学成分及力学性能要求18-19
• 2.1.2 厚壁封头的锻件图19
• 2.1.4 封头所需毛坯设计19-20
• 2.2 大型厚壁封头新锻造工艺设计20-24
• 2.2.1 条形砧旋转锻造简介20-21
• 2.2.2 条形砧旋转锻造基本参数确定21-22
• 2.2.4 厚壁封头旋转锻造工艺22-24
• 2.3 厚壁封头条形砧旋转锻造工艺数值模拟24-29
• 2.3.1 三维模型24-25
• 2.3.2 材料模型属性25-27
• 2.3.3 模拟边界条件27
• 2.3.4 封头成形过程模拟27-28
• 2.3.5 封头锻件底部变薄原因分析28-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第3章 厚壁封头成形因素的研究31-43
• 3.1 厚壁封头成形质量评价指标31-32
• 3.2 封头成形质量影响因素研究32-37
• 3.2.1 研究方案32
• 3.2.2 摩擦系数对封头底部减薄量的影响32-34
• 3.2.3 不同摩擦系数对最大载荷的影响34-35
• 3.2.4 条形砧宽度对封头底部减薄量的影响35-36
• 3.2.5 条形砧宽度对最大载荷的影响36-37
• 3.3 条形砧旋转锻造封头工艺研究37-42
• 3.3.1 条形砧受力分析37-38
• 3.3.2 坯料的温度变化38-39
• 3.3.3 条形砧旋转锻造封头的工艺优化39-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 厚壁封头的试验研究43-56
• 4.1 实验方案43-44
• 4.2 试验装置44-46
• 4.2.1 试验用模具44-45
• 4.2.2 试验用压机45-46
• 4.2.3 试验用加热炉46
• 4.3 试验过程46-51
• 4.3.1 坯料吊耳的焊接46-47
• 4.3.2 坯料加热47
• 4.3.3 坯料转移47-48
• 4.3.4 第一阶段和第二阶段条形砧旋转锻造48-49
• 4.3.5 坯料重新回炉加热49-50
• 4.3.6 第三阶段条形砧旋转锻造封头锻件50-51
• 4.4 试验结果和讨论51-55
• 4.4.1 测量方案51-52
• 4.4.2 数据测量52-54
• 4.4.4 结果讨论54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-60
• 致谢60

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