随着我国社会经济的发展,核电、煤化工、炼油、石化等行业的压力容器呈现出大型化的发展趋势,特别是大直径、大壁厚的加氢反应器、煤液化反应器等的出现,对制造行业提出了新的课题。封头是压力容器的主要承压部件,不仅其尺寸超大,而且形状也越来越复杂,加氢反应器用大型带法兰封头就是其中典型一例。这种大型带法兰封头外径5米以上,壁厚为0.175米,并且带有高厚法兰,其整锻成形对大型锻造装备及工艺都带来更高的要求。为了研究封头成形的可能性和可行性,本文针对某公司提出的封头初步成形工艺方案进行数值模拟,分析了封头成形过程中坯料壁厚和展起高度的变化规律,发现坯料展压过程中壁厚减薄速度不均匀且凹模圆角过渡处附近减薄最为剧烈,展压后期将会发生颈缩现象,而展起高度则是先下降再上升。模拟结果还发现初步工艺方案中存在着缺料、由于锻压设备锻造能力有限,一次镦粗无法达到初步工艺方案要求、展压过程出现壁厚不均匀、颈缩、以及最终的法兰成形不明显,根部缺肉严重等问题。为了解决初步工艺方案中存在的问题,本文经过反复的数值模拟,优化坯料尺寸,将质量增加至197.2t,使壁厚不均匀及颈缩程度得到显著改善;优化半月砧模具形状及成形工艺参数,使得成形的法兰达至标准件要求;改进了工艺方案,缩短了工艺流程;最终制定出了封头成形的最佳工艺方案,通过模拟发现,能够成形出符合标准件尺寸的封头。分析证明,最佳工艺方案具有成形形状与锻件图相符、成形质量好、成形工艺简单、可操作性强等优点。对工厂实际生产该锻件具有很好的参考价值。