大型鍛件的制作是重大技能配備制作的要害技能之一,其質量直接影響到成套設備的全體水平緩運行可靠性。大型厚壁封頭是核電、化工等設備的重要零件之一、是壓力容器的主要承壓部件,不只其尺度大,并且形狀也越來越復雜。如CAP1400橢圓形封頭是其中的典型,這種封頭外徑6米多,平面展開尺度達8米多,其整鍛成型對大型鍛造配備和工藝都帶來了更高的要求。

它具有技能條件要求高、制作工藝難度大、工序復雜及出產周期長等特色。長期以來,盡管眾多學者對封頭成型做了大量研討,但還沒有科學地給出成形過程中的規(guī)則。采用塑性加工有限元數(shù)值模仿及實驗相結合的研討方法,大型厚壁橢圓封頭的熱沖壓成形鍛造工藝進行研討。經過理論核算研討大型厚壁封頭熱成形理論;剖析大型厚壁封頭成形過程要害影響要素,包括:板坯尺度、成形力、模具形線參數(shù)、沖突等。確認橢圓封頭鍛件工藝初步設計。以MARC作為有限元剖析軟件,經過熱力耦合數(shù)值模仿核算剖析大型厚壁封頭成形過程中等效應力、應變、接觸正應力、壁厚散布以及金屬流動變化規(guī)則等信息。成果表明,沖壓成形過程中,在封頭底部球面部分,壁厚全體減薄,減薄率約在2~4%;在過渡區(qū)壁厚由減薄過渡到增厚,增厚速率受多種要素影響,減薄部位出現(xiàn)在球面區(qū)域口部過渡區(qū)域;在封頭口部位置,鍛件是增厚的,存在較嚴峻縮口現(xiàn)象。

經過數(shù)值模仿核算剖析了封頭成形過程中不同上下模具形線參數(shù)對封頭熱沖壓成形過程中的壁厚、貼膜功能、減薄率等影響規(guī)則。根據(jù)模仿成果剖析確認了上下模具尺度形狀參數(shù)及其它工藝參數(shù)。在此基礎上,對優(yōu)化的模具尺度參數(shù),確認封頭鍛件成形方案并進行了實驗研討,并與數(shù)值模仿核算成果進行了比較剖析,成果表明,與有限元數(shù)值模仿成果較吻合,為實踐出產供給了理論依據(jù)。