[發(fā)明專利]一種用于壓制UO2燃料芯塊的整體硬質(zhì)合金沖頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110399021.1
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN103151086A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖賓;王友良;丁建波;姚廣起;朱奎;楊曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中核建中核燃料元件有限公司
• 主分類號: G21C21/10
• 分類號: G21C21/10
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核電站用核燃料元件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于壓制UO₂燃料芯塊的整體硬質(zhì)合金沖頭。?

背景技術(shù)

UO₂燃料芯塊是通過粉末冶金制造工藝生產(chǎn)，UO₂粉末必須經(jīng)過壓機壓成生坯塊后再經(jīng)燒結(jié)、磨削生產(chǎn)成成品芯塊。芯塊的壓制模具非常重要，它具有制造精度高、產(chǎn)量大的特點。壓制UO₂燃料芯塊旋轉(zhuǎn)壓機的每一個沖頭每天需要承受7500次的壓制。目前所用的上、下沖頭都是采用模具鋼和軸承鋼制造，UO₂燃料芯塊沖頭的主要磨損方式是端面輪廓在粉末壓制過程中的受壓后產(chǎn)生的點腐蝕磨損。鋼制沖頭端面從開始使用就呈現(xiàn)一個逐步磨損的過程，每一個鋼制的沖頭在壓制10萬次后沖頭端面輪廓就因為嚴重磨損而必須更換，而且每壓制10萬次后就更換沖頭的做法一方面增加設(shè)備停機、檢修的頻次，不利于現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生；另一方面也增加生產(chǎn)成本。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于壓制UO₂燃料芯塊的整體硬質(zhì)合金沖頭，解決現(xiàn)有模具鋼和軸承鋼制造沖頭的端面易磨損及使用壽命太短的問題。?

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種用于壓制UO₂燃料芯塊的整體硬質(zhì)合金沖頭，包括一體成型的沖頭工作端部、沖頭中桿以及沖頭定位部，其中，沖頭定位部為圓柱體結(jié)構(gòu)，沖頭工作端部通過圓柱棒狀的沖頭中桿固定在沖頭定位部的中心軸線上，沖頭工作端部為直徑略大于沖頭中桿的圓柱體結(jié)構(gòu)，沖頭工作端部的端面包括中心球面結(jié)構(gòu)的端面蝶形、沿端面蝶形邊沿設(shè)置的環(huán)形平面結(jié)構(gòu)的端面平臺，以及沖頭工作端部邊沿設(shè)置的端面倒角。?

所述的沖頭工作端面部端面中心的端面蝶形的球面半徑SR為17.9mm～19.6mm；端面蝶形的直徑為7.425mm～7.575mm；端面蝶形的端面與端面平臺的高度差為0.37mm～0.39mm。?

所述的沖頭工作端面部的直徑為10.055mm～10.065mm。?

所述的沖頭工作端面部端面上邊沿的端面倒角在端面平面的寬度為0.76mm～0.78mm；端面倒角的高度為0.26mm～0.28mm。?

所述的沖頭工作端面部的端面表面粗糙度為Ra0.025um。?

所述的沖頭工作端面部頂端距沖頭定位部底端的高度為33.994mm～34.006mm。?

所述的整體硬質(zhì)合金沖頭以碳化鎢為基體的硬質(zhì)合金材料制成，包括重量含量為84％～92％的碳化鎢和6％～16％的金屬鈷。?

本發(fā)明的顯著效果在于：本發(fā)明所述的一種用于壓制UO₂燃料芯塊的整體硬質(zhì)合金沖頭具有非常良好的耐磨性，該硬質(zhì)合金沖頭的使用壽命可達150萬次，相比鋼制沖頭使用壽命提高15倍；同時，改善了UO₂燃料芯塊的表面質(zhì)量。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種用于壓制UO₂燃料芯塊的整體硬質(zhì)合金沖頭結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2為圖1的局部放大圖；?

圖3為圖2的俯視圖；?

圖中：1、沖頭工作端部；2、沖頭中桿；3、沖頭定位部；4、端面蝶形；5、端面平臺；6、端面倒角。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。?

實施例1?

如圖1～3所示，一種用于壓制UO₂燃料芯塊的整體硬質(zhì)合金沖頭包括一體成型的沖頭工作端部1、沖頭中桿2以及沖頭定位部3，其中，沖頭定位部3為直徑較大的圓柱體結(jié)構(gòu)，并可以通過固定螺母將沖頭定位部3固定在沖頭夾具上，實現(xiàn)對整個沖頭的固定定位；沖頭工作端部1通過圓柱棒狀的沖頭中桿2固定在沖頭定位部3的中心軸線上，其中，沖頭工作端部1整體為直徑略大于沖頭中桿2的圓柱體結(jié)構(gòu)，沖頭工作端部1的端面包括中心球面結(jié)構(gòu)的端面蝶形4、沿端面蝶形4邊沿設(shè)置的環(huán)形平面結(jié)構(gòu)的端面平臺5，以及沖頭工作端部1邊沿設(shè)置的端面倒角6，其中，沖頭工作端部1端面中心的端面蝶形4的球面半徑SR＝17.9mm，端面蝶形4的直徑為7.425mm，端面蝶形4頂端與端面平臺5的高度差為0.37mm；端面倒角6在端面平面的寬度為0.76mm，端面倒角6的高度為0.26mm；沖頭工作端部1的直徑為10.055mm；沖頭工作端部1端面的表面粗糙度為Ra0.025um；沖頭工作端部1頂端距沖頭定位部3底端的高度為?33.994mm。?