CN112775631A - 压力管三通挤压成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压力管三通挤压成形方法，包括以下步骤：以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。本发明提供了一种压力管三通挤压成形方法，减少压力管三通的焊缝，提高材料拉伸性能、冲击功的均匀性，在工况载荷复杂的情况下，提高安全性，并缩短制造周期。

Description

压力管三通挤压成形方法

技术领域

本发明涉及核电主管道制造领域，具体涉及一种压力管三通挤压成形方法。

背景技术

原子能快堆项目中，压力管用于连接一回路钠泵支承出口与大栅板联箱，为冷却钠液提供流道，是一回路主冷却***流道的一部分。

压力管一旦安装后，在役检查不可达，并且为不可更换部件。快堆压力管工况条件复杂，包含役前压力试验、安装、充钠、启堆、换料、满功率、预计运行事件、稀有事故、极限事故，承受载荷包含了压力、温度、流体流致振动、主泵转动载荷，因此其失效模式包含强度、低周疲劳和高周疲劳。

三通作为压力管的重要零部件，形似裤衩形，体积庞大，形状复杂，为减少机加工量，减小机加工难度，保持金属流线的完整性，需要突破传统毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高精度成形技术。

目前，在核电主管道制造领域，还没有科学、合理的压力管三通挤压成形方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，针对目前缺乏核电快堆压力管的三通制造工艺的技术问题，本发明提供了一种压力管三通挤压成形方法，减少压力管三通的焊缝，提高材料拉伸性能、冲击功的均匀性，在工况载荷复杂的情况下，提高安全性，并缩短制造周期。

(二)技术方案

本发明提供了一种压力管三通挤压成形方法，包括以下步骤：以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。

根据本发明的实施例，其中，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤之前还包括：将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯。

根据本发明的实施例，其中，所述连铸坯采用316H材料。

根据本发明的实施例，其中，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述炉外精炼包括：依次采用真空吹氧脱碳法、钢包精炼和真空脱气法对经电熔粗炼后的原料进行精炼。

根据本发明的实施例，其中，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述连铸成形工艺包括：采用立弯式连铸机并结合电磁搅拌成套装置进行连铸成形。

根据本发明的实施例，其中，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤中，所述构筑成形方法依次包括：连铸坯锯切、表面铣磨加工、表面清洁处理、堆垛、真空封焊、焊缝打磨锻前加热、高温高压大变形锻压、高温扩散、多向锻造、倒棱、滚圆、镦粗、冲孔和马杠扩孔。

根据本发明的实施例，其中，所述高温高压大变形锻压和多向锻造均采用压力机进行。

根据本发明的实施例，其中，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：将所述挤压坯料加热到1100-1200℃。

根据本发明的实施例，其中，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：在所述组合式三通模具的型腔内壁均匀涂抹润滑剂。

根据本发明的实施例，其中，所述采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管制成三通形状坯料，包括：所述挤压坯料为锻造圆坯，将所述挤压坯料通过挤压机带动挤压冲头依次经过正挤压工艺和反挤压工艺制成三通形状坯料。

根据本发明的实施例，其中，所述挤压冲头由一实心圆柱轴和位于所述圆柱轴一端且直径大于所述圆柱轴的圆柱凸台组成，其中，所述圆柱凸台作为正挤冲头，所述圆柱轴作为反挤冲头，所述圆柱凸台直径与所述组合式三通模具的型腔主管内壁直径相同。

根据本发明的实施例，其中，所述正挤压工艺包括：利用所述正挤冲头对所述挤压坯料进行挤压镦粗，使所述挤压坯料充满所述组合式三通模具的支管型腔。

根据本发明的实施例，其中，所述反挤压工艺包括：换用所述反挤冲头将所述挤压坯料反挤至所述组合式三通模具中，直至所述挤压坯料充满所述组合式三通模具的主管型腔。

根据本发明的实施例，其中，所述正挤压工艺和反挤压工艺还包括：控制挤压速度在0.5-2mm/s。

根据本发明的实施例，其中，所述正挤压工艺和反挤压工艺还包括：控制挤压后的坯料单边机加工余量均为10-20mm。

根据本发明的实施例，其中，所述采用组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模，包括：所述组合式三通模具为中间拆分的组合式模具，挤压完成后先将用于固定所述组合式三通模具的包套去除，之后将所述组合式三通模具拆散，从而完成所述三通形状坯料的脱模。

根据本发明的实施例，其中，所述经机加工制得压力管三通成品的步骤中，所述机加工依次包括粗加工、固溶处理和精加工。

根据本发明的实施例，其中，所述粗加工之前还包括：利用定位工装夹具将所述三通形状坯料固定于数控镗床工作台，并校正定位基准。

根据本发明的实施例，其中，所述粗加工包括：采用设置于所述数控镗床工作台的数控车床依次加工三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域，其中，保留三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域壁厚的单边精加工余量均不小于15mm。

根据本发明的实施例，其中，所述采用数控车床加工三通剩余区域包括：先以所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通左支管；在加工完成所述三通左支管后，将三通管翻转180°，再次利用所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通右支管。

根据本发明的实施例，其中，所述固溶处理包括：将经过粗加工的挤压形状坯料中的碳化物充分固溶加热至奥氏体不锈钢基体中，然后进行退火处理。

根据本发明的实施例，其中，所述固溶加热还包括：控制升温速度不大于150℃/h，使经过粗加工的挤压形状坯料加热至1060℃±10℃的温度范围，并且在所述温度范围内保温至少2小时。

根据本发明的实施例，其中，所述精加工之后，还包括：对所述三通形状坯料中的无法加工部位和不满足表面光洁度要求的部位进行打磨，待成品检测合格后，形成所述压力管三通成品。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供的压力管三通挤压成形方法，至少具有如下有益效果：

(1)通过高纯净的不锈钢连铸工艺，使得原材料中氢元素含量可以得到有效控制；

(2)通过三通的挤压、机加工成形工艺，提高了压力管的力学性能均匀性。根据本发明提供的压力管三通挤压成形方法，经过实验测得，成形后的三通经显微组织测试，晶粒度在2～3级。经力学性能测试，在试验件的任一位置取样后，测得的材料屈服强度σ_0.2的波动范围不超过30MPa，冲击吸收功波动范围不超过50J。

(3)通过三通一体化挤压成形工艺，采用无焊缝形式，在压力管工况载荷复杂的情况下，提高了固有安全性，缩短了组装、焊接制造周期。

附图说明

图1示意性示出了本发明实施例的压力管三通的结构图。

图2示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法的流程图。

图3示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法的操作流程图。

图4示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法其中的构筑成形操作流程图。

图5示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法其中的挤压过程示意图。

图6示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法其中的组合式三通模具的结构图。

【附图标记说明】

1-压力管三通；2-组合式三通模具；3-挤压坯料；41-正挤冲头；42-反挤冲头；410-可拆分正挤冲头；420-可拆分反挤冲头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，在核电主管道中，压力管部件主要由三通、弯管、过渡段、密封环、密封组件及波纹管组件等组成，其中，三通位于钠泵入口腔，与泵接头套管焊接。

图1示意性示出了本发明实施例的压力管三通的结构图。

如图1所示，压力管三通1为大口径薄壁管道，包括一个主管和两个支管，其中，主管和支管分别位于所述压力管三通1的两端。可以看出，本发明实施例中，压力管三通1形似裤衩形，在全部由曲面构造而成，形状复杂。

三通作为压力管的重要零部件，体积庞大，形状复杂，为减少机加工量，减小机加工难度，保持金属流线的完整性，需要得到高性能锻件，通过近净锻造成形技术，突破传统毛坯成形技术，使之由粗糙成形变为优质、高精度成形技术。

本发明提供了一种压力管三通挤压成形方法，采用先挤压一体成形，然后进行机加工。

图2示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法的流程图。图3示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法的操作流程图。

参阅图2和图3，压力管三通挤压成形方法包括以下步骤：步骤S1，以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；步骤S2，将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；步骤S3，采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。

以下将结合具体的实施例和附图对本发明实施例的压力管三通挤压成形方法的各个步骤进行详细说明。

步骤S1，以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料。

首先，需要说明的是，步骤S1之前还包括：将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯。

首先，电熔粗炼包括：将废钢通过电炉熔炼产生粗钢，并且脱磷。

可选地，该电炉为电弧炉或氧气转炉，具体规格可根据实际需要进行选择，例如该电炉可以采用180t电弧炉。

其次，炉外精炼包括：依次采用真空吹氧脱碳法(Vacuum OxygenDecarburization，简称VOD)、钢包精炼(Ladle Furnace，简称LF)和真空脱气法(VacuumDegassing，简称VD)对经电熔粗炼后的原料进行精炼。

可以理解的是，真空吹氧脱碳法可以包括：向真空罐内的钢液面上顶吹入氧气进行脱碳，通过钢包底部吹氩促进钢液的循环，以补充喷嘴附近脱碳反应的需要，并防止铬的局部氧化，同时在真空下用氩气搅拌钢液以促进非金属夹杂物上浮。

钢包精炼法可以包括：在还原性气氛下用石墨电极埋弧加热，利用透气砖吹氩搅拌脱气与高碱度渣精炼，从而去除钢材中的氢、氧、硫和夹杂物。

可选地，钢包精炼法采用的钢包精炼炉的具体规格可根据实际需要进行选择，例如可以采用180t的LF精炼炉进行合金化和脱硫。

需要说明的是，由于VD型真空处理炉没有加热功能，需要和LF炉配合使用。因此，真空脱气法可以紧邻钢包精炼法之后进行。

真空脱气法可以包括：在真空条件下实现钢水脱气。

通过上述具体实施例可以看出，本发明在连铸坯制造过程中，综合采用了VOD+LF+VD的炉外精炼方法，按照原料粗炼——VOD精炼真空脱碳——LF炉精炼脱硫——VD精炼脱气等冶炼工艺路线，得到高纯净度铸件。制得的高纯净度铸件品质要求包括：无夹渣、气孔、裂纹等铸造缺陷，二级超声波探伤和性能检测合格。

再次，经过上述炉外精炼方法之后，还需进行连铸成形工艺以制成本发明所需的连铸坯原材料。

通过本发明的实施例，其中，连铸成形工艺可以包括：采用立弯式连铸机并结合电磁搅拌成套装置进行连铸成形。

在连铸过程中，电磁搅拌通过在连铸机的不同位置处安装不同型式的电磁搅拌成套装置，利用所产生的电磁力强化连铸坯内的钢液流动，具有不接触钢液而在钢液中产生搅拌作用，从而显著改善连铸坯的质量。

可选地，该电磁搅拌成套装置在电磁搅拌过程中的设定电流为1120A，设定频率为2.7HZ，基于这种设置，连铸过程中打碎了钢液凝固过程中的柱状晶组织，可以获得更为细小均匀的等轴晶组织。可以理解的是，在其他实施例中，该电磁搅拌过程中的装置参数可根据实际需要进行选择，具体本发明不做限制。

至此，本发明实施例所需的原材料连铸坯的制造方法已经完成，以下说明步骤S1中的采用构筑成形方法制成挤压坯料的具体工作过程。

本发明实施例中，采用高纯净的不锈钢连铸坯作为原材料，经构筑成形方法制造挤压坯。

可选地，连铸坯采用优质316H材料。

图4示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法其中的构筑成形操作流程图。

如图4所示，本发明实施例中，在步骤S1之中，构筑成形方法例如可以依次包括：连铸坯锯切、表面铣磨加工、表面清洁处理、堆垛、真空封焊、焊缝打磨锻前加热、高温高压大变形锻压、高温扩散、多向锻造、倒棱、滚圆、镦粗、冲孔和马杠扩孔。

具体来说，首先，由于连铸坯为实心连铸圆棒料，还需要将连铸坯锯切为预设下料长度。该预设下料长度为初步设计设定的长度。

由于锯切下料给坯料边部增加的额外应力较小，这非常有利于后续对坯料进行真空封焊时的应力控制。

表面铣磨加工例如可以包括：采用旋转的铣刀将经过所述连铸坯锯切之后的坯料加工出平整光滑的表面。

表面清洁处理例如可以包括：将经过所述表面铣磨的坯料进行表面处理，使坯料表面达到预定的粗糙度及清洁度。

真空封焊例如可以包括：采用真空电子束焊机对连铸坯进行封焊。

进一步地，在真空封焊之后，还需要进行连续锻压。

可选地，采用大型压力机对压力管钢坯进行开坯锻造和镦粗、冲孔、芯棒拔长，采用大型立式铣床进行将锻坯粗加工为挤压为圆柱形坯料，从而制成挤压坯料。其中，该压力机的规格例如可以为125MN。

本步骤最终制成的挤压坯为锻造圆坯，如图1所示，具体尺寸例如可以为直径Φ1247±2mm，长度1987±2mm。

步骤S2，将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料。

本步骤中，通过三通一体化挤压成形工艺，从而可以制得具有无焊缝形式的完整压力管三通形状坯料。

具体来说，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，包括：将挤压坯料通过挤压机带动挤压冲头依次经过正挤压工艺和反挤压工艺制成三通形状坯料。

其中，正挤压工艺可以挤压为所需的三通支管，反挤压工艺可以挤压为所需的三通主管，从而一体化挤压制得三通形状坯料。采用的挤压机规格例如可以为500MN以上的大型挤压机。

需要说明的是，本发明的挤压冲头可以是整体式挤压冲头，以同时完成正挤压工艺和反挤压工艺。或者，挤压冲头也可以是可拆分式冲头，例如可以包括可拆分正挤冲头和可拆分反挤冲头，以分别完成正挤压工艺和反挤压工艺。

图5示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法其中的挤压过程示意图。

如图5所示，本发明实施例中，整体式挤压冲头由一实心圆柱轴和位于所述圆柱轴一端且直径大于所述圆柱轴的圆柱凸台组成，其中，圆柱凸台作为正挤冲头41，圆柱轴作为反挤冲头42。并且，圆柱凸台直径与所述组合式三通模具的型腔主管内壁直径相同，从而使正挤冲头41和型腔主管的尺寸达到匹配。

其中，正挤压工艺具体包括：利用正挤冲头41对挤压坯料3进行挤压镦粗，使挤压坯料3充满组合式三通模具2的支管型腔。

参阅图5，本步骤中，操控挤压机，使挤压机带动正挤冲头41向下移动，挤压坯料3为直管管坯并放置于组合式三通模具2中，此时，正挤冲头41缓慢进入到组合式三通模具2上部的主管位置处承压挤压坯料，随着正挤冲头41的缓慢运行，直管管坯上表面承受的压力逐渐增大，直管管坯沿着组合式三通模具2下部的两侧支管位置分流，这样就可逐渐将直管管坯向两侧支管位置填满，在两侧支管完全填满之后，压力机即可停止，从而使直管管坯被压制成型为具有完整三通支管形状的异形管坯。

可以理解的是，本步骤的正挤冲头41在正向挤压过程中，导致组合式三通模具2的上部主管位置的型腔内部未能达到完整充形。为此，本发明还需进行反挤压工艺。

具体地，反挤压工艺包括：换用反挤冲头42将挤压坯料3反挤至组合式三通模具2中，直至挤压坯料3充满组合式三通模具2的主管型腔。

继续参阅图5，本步骤中，由于在上述正挤压工艺中，直管管坯被压制成型为具有完整三通支管形状的异形管坯，然而，组合式三通模具2的上部主管内部还存在大量空隙尚未填满，为此本发明采用挤压冲头反挤，也就是换用挤压冲头中的反挤冲头42，使该异形管坯和组合式三通模具2的主管上端部平齐，使得挤压坯料3填满于组合式三通模具2上部的主管型腔内壁，从而使该异形管坯被压制成型为具有完整三通支管和主管的三通形状坯料。

图5示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法其中的组合式三通模具的结构图。

如图5所示，挤压冲头也可以是可拆分式冲头，例如可以包括可拆分正挤冲头410和可拆分反挤冲头420。其中，可拆分正挤冲头410完成上述整体式挤压冲头中的正挤冲头41的操作，可拆分反挤冲头420完成上述整体式挤压冲头中的反挤冲头42的操作。为简要起见，具体的挤压过程参照上述整体式挤压冲头的具体工作过程，在此不再赘述。

本发明实施例中，将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：将挤压坯料加热到1100-1200℃。由于本发明中的挤压成形工艺具体采用了热挤压成形，三通的挤压可以以较慢的变形速率进行，因此，加热到1100-1200℃可以便于挤压坯的受压变形，并且，变形结束时温度较低，不会导致晶粒过度长大。

此外，为了提高挤压坯料的质量和挤压工作效率，在挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：在组合式三通模具的型腔内壁均匀涂抹润滑剂。

可选地，正挤压工艺和反挤压工艺还包括：控制挤压速度在0.5-2mm/s。可以理解的是，当挤压过程中速度较慢，在压力达到极限的情况下，可以进一步降低挤压速度。更为重要的是，较慢的挤压速度可以降低变形所需压力，抑制坯料表面折叠的产生。

可选地，正挤压工艺和反挤压工艺还包括：控制挤压后的坯料单边机加工余量均为10-20mm。通过测量可知，本步骤制得的三通形状坯料的晶粒度较为理想，加工裕量较为合理，有利于控制三通后续的热处理和加工过程中的外形尺寸。

本发明中结合了构筑成形方法和挤压成型工艺，经由构筑成形方法制得构筑锻件作为挤压坯料，构筑锻件的化学成分、力学性能均匀性、稳定性均优于传统锻件，用于挤压坯料具有较大优势。

步骤S3，采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。

图6示意性示出了本发明实施例的压力管三通挤压成形方法其中的组合式三通模具的结构图。

由于三通管形状复杂，为保证三通形状坯料的顺利脱模，如图6所示，本步骤中，组合式三通模具2为可中间拆分的组合式模具结构，挤压完成后先将用于固定组合式三通模具2的包套去除，之后将组合式三通模具2拆散，即可完成所述三通形状坯料的脱模。

本发明实施例中，机加工依次包括：粗加工、固溶处理和精加工。

需要说明的是，在粗加工之前，经过脱模的三通形状坯料还需进行安装校正，以便于后续加工。

具体地，本发明利用定位工装夹具将三通形状坯料固定于数控镗床工作台，并校正定位基准，进行加工前准备。

进一步地，粗加工包括：采用设置于数控镗床工作台的数控车床依次加工三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域，其中，保留三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域壁厚的单边精加工余量均不小于15mm。

具体来说，首先，采用数控车床先加工三通主管内孔。根据图1，由于主管内孔最终成品内径尺寸例如可以为φ1180mm，壁厚可以为35mm，那么该工序粗加工壁厚单边留出精加工余量例如可以为15mm，也就是说，本工序的加工内孔尺寸至直径φ1150mm。

其次，加工三通支管内孔，此时需要调整机床依次加两支管内孔。根据图1，由于两支管内孔最终成品内径尺寸例如可以为φ670mm，壁厚可以为35mm。那么该工序粗加工壁厚单边留出精加工余量例如可以为15mm，也就是说，本工序的加工内孔尺寸至直径φ640mm。

最终，采用数控车床加工三通剩余区域，可以包括：先以所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通左支管。由于压力管三通的左右两支管对称分布，在加工完成所述三通左支管后，将三通管翻转180°，再次利用所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通右支管。

基于此，整个三通件粗加工完成，壁厚均留余量例如可以为15mm。粗加工结束后将三通坯料进行固溶处理。

本发明实施例中，固溶处理包括：将经过粗加工的挤压形状坯料中的碳化物充分固溶加热至奥氏体不锈钢基体中，然后进行退火处理。

其中，固溶加热还包括：控制升温速度不大于150℃/h，使经过粗加工的挤压形状坯料加热至1060℃±10℃的温度范围，并且在所述温度范围内保温至少2小时。

可以理解的是，本步骤的加热温度、保温时间以及升温速度的限制均为了实现将三通形状坯料中的碳化物充分固溶到奥氏体不锈钢基体中。固溶热处理可将析出相重溶回奥氏体中，形成过饱和溶体，从而实现对锻件组织与性能的准确调控。

固溶处理之后，还需进行精加工，用于去除预留加工余量，将三通加工至图纸尺寸。

进一步地，精加工之后，还包括：对所述三通形状坯料中的无法加工部位和不满足表面光洁度要求的部位进行打磨，待成品检测合格后，形成所述压力管三通成品。

至此，基于上述压力管三通挤压成形方法，最终成形后的压力管三通成形后的三通经显微组织测试，晶粒度在2-3级。并且，经力学性能测试，在试验件的任一位置取样后，测得的材料屈服强度σ_0.2的波动范围不超过30MPa，冲击吸收功波动范围不超过50J。也就是说，本发明通过三通的挤压、机加工成形工艺，提高了压力管的力学性能均匀性。

综上所述，本发明实施例提供一种压力管三通挤压成形方法，减少压力管三通的焊缝，提高材料拉伸性能、冲击功的均匀性，在工况载荷复杂的情况下，提高安全性，并缩短制造周期。

需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“正面”、“背面”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种压力管三通挤压成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料；

将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中，采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管，制成三通形状坯料；

采用所述组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模后，经机加工制得压力管三通成品。

2.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤之前还包括：将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯。

3.根据权利要求2所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述连铸坯采用316H材料。

4.根据权利要求2所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述炉外精炼包括：依次采用真空吹氧脱碳法、钢包精炼和真空脱气法对经电熔粗炼后的原料进行精炼。

5.根据权利要求2所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将废钢依次经过电熔粗炼、炉外精炼和连铸成形工艺制得所述连铸坯的步骤中，所述连铸成形工艺包括：采用立弯式连铸机并结合电磁搅拌成套装置进行连铸成形。

6.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述以连铸坯作为原材料，采用构筑成形方法制成挤压坯料的步骤中，所述构筑成形方法依次包括：连铸坯锯切、表面铣磨加工、表面清洁处理、堆垛、真空封焊、焊缝打磨锻前加热、高温高压大变形锻压、高温扩散、多向锻造、倒棱、滚圆、镦粗、冲孔和马杠扩孔。

7.根据权利要求6所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述高温高压大变形锻压和多向锻造均采用压力机进行。

8.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：

将所述挤压坯料加热到1100-1200℃。

9.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述将所述挤压坯料放置于组合式三通模具中之前，还包括：

在所述组合式三通模具的型腔内壁均匀涂抹润滑剂。

10.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述采用一体化挤压成形工艺依次挤压三通支管和三通主管制成三通形状坯料，包括：

所述挤压坯料为锻造圆坯，将所述挤压坯料通过挤压机带动挤压冲头依次经过正挤压工艺和反挤压工艺制成三通形状坯料。

11.根据权利要求10所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述挤压冲头由一实心圆柱轴和位于所述圆柱轴一端且直径大于所述圆柱轴的圆柱凸台组成，其中，所述圆柱凸台作为正挤冲头，所述圆柱轴作为反挤冲头，所述圆柱凸台直径与所述组合式三通模具的型腔主管内壁直径相同。

12.根据权利要求11所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述正挤压工艺包括：

利用所述正挤冲头对所述挤压坯料进行挤压镦粗，使所述挤压坯料充满所述组合式三通模具的支管型腔。

13.根据权利要求11所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述反挤压工艺包括：

换用所述反挤冲头将所述挤压坯料反挤至所述组合式三通模具中，直至所述挤压坯料充满所述组合式三通模具的主管型腔。

14.根据权利要求10所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述正挤压工艺和反挤压工艺还包括：

控制挤压速度在0.5-2mm/s。

15.根据权利要求10所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述正挤压工艺和反挤压工艺还包括：

控制挤压后的坯料单边机加工余量均为10-20mm。

16.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述采用组合式三通模具对所述三通形状坯料实施脱模，包括：

所述组合式三通模具为中间拆分的组合式模具，挤压完成后先将用于固定所述组合式三通模具的包套去除，之后将所述组合式三通模具拆散，从而完成所述三通形状坯料的脱模。

17.根据权利要求1所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述经机加工制得压力管三通成品的步骤中，所述机加工依次包括粗加工、固溶处理和精加工。

18.根据权利要求17所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述粗加工之前还包括：

利用定位工装夹具将所述三通形状坯料固定于数控镗床工作台，并校正定位基准。

19.根据权利要求18所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述粗加工包括：

采用设置于所述数控镗床工作台的数控车床依次加工三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域，其中，保留三通主管内孔、三通支管内孔和三通剩余区域壁厚的单边精加工余量均不小于15mm。

20.根据权利要求19所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述采用数控车床加工三通剩余区域包括：

先以所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通左支管；

在加工完成所述三通左支管后，将三通管翻转180°，再次利用所述定位工装夹具找正定方向，然后进刀加工三通右支管。

21.根据权利要求17所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述固溶处理包括：

将经过粗加工的挤压形状坯料中的碳化物充分固溶加热至奥氏体不锈钢基体中，然后进行退火处理。

22.根据权利要求21所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述固溶加热还包括：

控制升温速度不大于150℃/h，使经过粗加工的挤压形状坯料加热至1060℃±10℃的温度范围，并且在所述温度范围内保温至少2小时。

23.根据权利要求17所述的压力管三通挤压成形方法，其特征在于，所述精加工之后，还包括：

对所述三通形状坯料中的无法加工部位和不满足表面光洁度要求的部位进行打磨，待成品检测合格后，形成所述压力管三通成品。

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