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大型锻件的制作是重大技能配备制作的要害技能之一,其质量直接影响到成套设备的全体水平缓运行可靠性。大型厚壁封头是核电、化工等设备的重要零件之一、是压力容器的主要承压部件,不只其尺度大,并且形状也越来越复杂。如CAP1400椭圆形封头是其中的典型,这种封头外径6米多,平面展开尺度达8米多,其整锻成型对大型锻造配备和工艺都带来了更高的要求。

它具有技能条件要求高、制作工艺难度大、工序复杂及出产周期长等特色。长期以来,尽管众多学者对封头成型做了大量研讨,但还没有科学地给出成形过程中的规则。采用塑性加工有限元数值模仿及实验相结合的研讨方法,大型厚壁椭圆封头的热冲压成形锻造工艺进行研讨。经过理论核算研讨大型厚壁封头热成形理论;剖析大型厚壁封头成形过程要害影响要素,包括:板坯尺度、成形力、模具形线参数、冲突等。确认椭圆封头锻件工艺初步设计。以MARC作为有限元剖析软件,经过热力耦合数值模仿核算剖析大型厚壁封头成形过程中等效应力、应变、接触正应力、壁厚散布以及金属流动变化规则等信息。成果表明,冲压成形过程中,在封头底部球面部分,壁厚全体减薄,减薄率约在2~4%;在过渡区壁厚由减薄过渡到增厚,增厚速率受多种要素影响,减薄部位出现在球面区域口部过渡区域;在封头口部位置,锻件是增厚的,存在较严峻缩口现象。

经过数值模仿核算剖析了封头成形过程中不同上下模具形线参数对封头热冲压成形过程中的壁厚、贴膜功能、减薄率等影响规则。根据模仿成果剖析确认了上下模具尺度形状参数及其它工艺参数。在此基础上,对优化的模具尺度参数,确认封头锻件成形方案并进行了实验研讨,并与数值模仿核算成果进行了比较剖析,成果表明,与有限元数值模仿成果较吻合,为实践出产供给了理论依据。