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則。采用塑性加工有限元數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、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,減薄部位出現在球面區域口部過渡區域;在封頭口部位置,鍛件是增厚的,存在較嚴峻縮口現象。

經過數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、減薄率等影響規則。根據模仿成果剖析確認了上下模具尺度形狀參數及其它工藝參數。在此基礎上,對優化的模具尺度參數,確認封頭鍛件成形方案并進行了實驗研討,并與數值模仿核算成果進行了比較剖析,成果表明,與有限元數值模仿成果較吻合,為實踐出產供給了理論依據。