专利名称：大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺及专用模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及热加工技术领域，具体为大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺 及专用模具。
背景技术：
目前国外大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺是将棒料用油压机或平锻 机镦头后径向锻造机拔长制坯，然后经预锻、终锻成型，最终热处理后采用模内室温保压校 正。其缺点在于径向锻造机拔长后的坯料横截面形状为圆形，由于受到叶片截面形状的影 响，其锻造成型必须经过预锻和终锻，这就需要制造预锻模和终锻模两副锻模，而一般叶片 生产模具有小批量多品种的特点，模具成本占总制造成本的比例较高，故其模具成本高，叶 片的制造成本高；且由于坯料横截面为比较单一的圆形，导致宽弦叶片充型比较费料，锻件 的材料利用率低，从而也使得叶片的制造成本高；而模锻需要预锻和终锻，因模具体积大， 一台压机无法同时安装两副锻模，因此预锻和终锻无法连续进行，其模锻周期长，加工效率 低；另外，其热处理后采用在模内室温保压校正，其离合器式螺杆压力机的使用时间较长、 锻模上场次数较多，锻造生产的产能低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺，其只 需要单副锻模模锻即可保证叶片锻件模锻成型，大大降低叶片制造成本，缩短模锻周期，提 高加工效率；其能有效减少叶片锻件上离合器式螺杆压力机模内校正的次数，提高锻造生 产产能；为此，本发明还提供了专用模具。其技术方案是这样的，将棒料用油压机镦头，然后对所述棒料进行径向拔长制坯， 再将所述拔长后的坯料放入锻造模具进行锻造成型，然后对模锻进行飞边的热切除，再进 行模锻的热校正，最后进行热处理，其特征在于所述径向拔长制坯，采用电液锤自由锻拔 长制坯，将坯料优化为横截面除圆形外局部为扁方形的结构形式。其进一步特征在于在所述模锻、热切边之后采用模内热校正；在所述最终热处 理后，在油压机上进行室温手工校正。大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻专用模具，其包括上模与下模，所述上模 四角端设置有导柱，所述下模对应设置有导套，其特征在于所述上模与下模的模腔外侧 对应为相互套合的侧直壁结构，所述导柱与导套分别布置于所述上模与下模的侧直壁结构 上。其进一步特征在于所述导柱与导套的导向单面间隙为0. 6mm 0. 7mm ；所述上模 与下模的侧直壁配合单面间隙为0. 4mm 0. 5mm。与国外的大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺相比，本发明工艺的有益效 果在于其拔长制坯采用电液锤自由锻拔长制坯，使其坯料的截面同时存在圆形截面和方 形截面，能够很好地满足宽弦叶片锻造充型的要求，提高锻件材料利用率；同时，由于其坯料圆形截面与方形截面的并存很好地满足了宽弦叶片锻造充型的要求，使得后续锻造只需 进行单副锻模模锻即可成型，减少了一副模具备料和制造的成本，缩短了模锻周期，提高叶 片锻件的生产效率，降低了生产成本；热处理后，在油压机上进行室温手工校正，较之国外 采用的模内室温保压校正，其能有效校正锻造、冷却和热处理过程中造成的叶片扭曲和型 面变形，较好地保证叶片模锻件的精度，从而有效减少上离合器式螺杆压力机模内校正次 数，提高产能，从而进一步降低叶片制造成本。本发明的专用整体式锻模结构，其导柱与导 套结构布置于侧直壁结构上，其能保证上模与下模闭合的整个过程导向精确，解决叶片因 侧向力较大而引起的叶片锻造错移问题，更进一步保证叶片模锻件的精度。
图1为本发明大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺中专用模具剖视结构 示意图2为本发明工艺中棒料经径向拔长制坯后的坯料结构示意图； 图3为图2中A-A向剖视结构示意图； 图4为图2中B-B向剖视结构示意图； 图5为图2中C-C向剖视结构示意图； 图6为图2中D-D向剖视结构示意图； 图7为图2中E-E向剖视结构示意图； 图8为图2中F-F向剖视结构示意图。
具体实施例方式本发明工艺是将棒料用油压机镦头，然后对棒料采用电液锤自由锻径向拔长制 坯，见图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8，其坯料结构横截面除圆形外局部为扁方形(图 3、图5和图7中双点划线表示此三处截面可根据成型要求适当拍扁)，其单副锻模模锻采用 一腔多火控制每火变形量的锻造工艺达到预锻和终锻的效果，再将拔长后的坯料放入锻造 模具进行锻造成型，热切边，模内热校正，再进行热处理，热处理后在油压机上进行室温手 工校正。在所述模锻、热切边之后采用模内热校正，这样可以及时校正热切边引起的变形， 保证叶片垂直方向上的尺寸精度。本发明工艺中，棒料镦头也可以采用电液锤镦头；采用空 气锤或预成型机对棒料进行自由锻径向拔长制坯，也可以达到坯料圆形截面与方形截面并 存的效果。见图1，本发明的专用模具，其包括上模1与下模2，上模1四角端设置有导柱3， 下模2对应设置有导套4，上模1与下模2的模腔外侧对应为相互套合的侧直壁结构，导柱 3与导套4分别布置于所述上模与下模的侧直壁结构上。导柱3与导套4的导向单面间隙 6为0. 6mm 0. 7mm ；上模与下模的侧直壁配合单面间隙7为0. 4mm 0. 5mm。图1中，5为 坯料。在坯料锻造过程中，上模1与下模2合模，坯料5与上模1接触之前(即坯料发生塑 性变形之前)导柱3和导套4已经开始粗导向，待坯料5压扁到较小程度时上模1与下模2 的侧直壁结构才开始精导向，直到锻造终了。上模1与下模2的导柱导套结构以及侧直壁 结构的配合，能够保证锻造过程中导向的精确性，解决叶片因侧向力较大而引起的叶片锻 造横向侧移和错位问题，保证叶片模锻件的精度。
权利要求
大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺，将棒料用油压机镦头，然后对所述棒料进行径向拔长制坯，再将所述拔长后的坯料放入锻造模具进行锻造成型，然后对模锻进行飞边的热切除，再进行模锻的热校正，最后进行热处理，其特征在于所述径向拔长制坯，采用电液锤自由锻拔长制坯，将坯料优化为横截面除圆形外局部为扁方形的结构形式。
2.根据权利要求1所述的大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺，其特征在于 在所述模锻、热切边之后采用模内热校正。
3.根据权利要求2所述的大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺，其特征在于 在所述最终热处理后，在油压机上进行室温手工校正。
4.大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻专用模具，其包括上模与下模，所述上模四 角端设置有导柱，所述下模对应设置有导套，其特征在于所述上模与下模的模腔外侧对应 为相互套合的侧直壁结构，所述导柱与导套分别布置于所述上模与下模的侧直壁结构上。
5.根据权利要求4所述的大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻专用模具，其特征在 于所述导柱与导套的导向单面间隙为0. 6mm 0. 7mm。
6.根据权利要求5所述的大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻专用模具，其特征在 于所述上模与下模的侧直壁配合单面间隙为0. 4mm 0. 5mm。
全文摘要
本发明提供了大型半转速核电汽轮机末级长叶片模锻工艺，其只需要单副锻模模锻即可保证叶片锻件模锻成型，降低叶片制造成本，缩短模锻周期，提高加工效率；且有效减少叶片锻件模内校正的次数，提高锻造生产产能。其技术方案为，将棒料用油压机镦头，然后对棒料进行径向拔长制坯，再将拔长后的坯料放入锻造模具进行锻造成型，然后对模锻进行飞边的热切除，再进行模锻的热校正，最后进行热处理，其特征在于径向拔长制坯采用电液锤自由锻拔长制坯，将坯料优化为横截面除圆形外局部为扁方形的结构形式。本发明还提供了专用模具，其包括上模与下模，上模四角端设置有导柱，下模对应设置有导套，其特征在于上模与下模的模腔外侧对应为相互套合的侧直壁结构，导柱与导套分别布置于上模与下模的侧直壁结构上。
文档编号B21J13/02GK101947633SQ20101027837
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月11日 优先权日2010年9月11日
发明者倪明明, 刘玉宝, 徐大懋, 李湘军, 邵燃 申请人:无锡透平叶片有限公司