大型鍛件的制造是重大技術(shù)裝備制造的關(guān)鍵技術(shù)之一,其質(zhì)量直接影響到成套設備的整體水平和運行可靠性。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,不僅其尺寸大,而且形狀也越來(lái)越復雜。如CAP1400橢圓形封頭就是其中的典型,這種封頭外徑6米多,平面展開(kāi)尺寸達8米多,其整鍛成型對大型鍛造裝備和工藝都帶來(lái)了更高的要求。它具有技術(shù)條件要求高、制造工藝難度大、工序復雜及生產(chǎn)周期長(cháng)等特點(diǎn)。長(cháng)期以來(lái),盡管眾多學(xué)者對封頭成型做了大量研究,但還沒(méi)有科學(xué)地給出成形過(guò)程中的規律。本文采用塑性加工有限元數值模擬及試驗相結合的研究方法,就大型厚壁橢圓封頭的熱沖壓成形鍛造工藝進(jìn)行研究。本文通過(guò)理論計算研究大型厚壁封頭熱成形理論;分析大型厚壁封頭成形過(guò)程關(guān)鍵影響因素,包括:板坯尺寸、成形力、模具形線(xiàn)參數、摩擦等。確定橢圓封頭鍛件工藝初步設計。本文以MARC作為有限元分析軟件,通過(guò)熱力耦合數值模擬計算分析大型厚壁封頭成形過(guò)程中等效應力、應變、接觸正應力、壁厚分布以及金屬流動(dòng)變化規律等信息。結果表明,沖壓成形過(guò)程中,在封頭底部球面部分,壁厚整體減薄,減薄率約在2~4%;在過(guò)渡區壁厚由減薄過(guò)渡到增厚,增厚速率受多種因素影響,*大減薄部位出現在球面區域口部過(guò)渡區域;在封頭口部位置,鍛件是增厚的,存在較嚴重縮口現象。本文通過(guò)數值模擬計算分析了封頭成形過(guò)程中不同上下模具形線(xiàn)參數對封頭熱沖壓成形過(guò)程中的壁厚、貼膜性能、*大減薄率等影響規律。根據模擬結果分析確定了上下模具*優(yōu)尺寸形狀參數及其它工藝參數。在此基礎上,對優(yōu)化的模具尺寸參數,確定封頭鍛件*終成形方案并進(jìn)行了試驗研究,并與數值模擬計算結果進(jìn)行了比較分析,結果表明,與有限元數值模擬結果較吻合,為實(shí)際生產(chǎn)提供了理論依據。