[發(fā)明專利]一種燃料元件管座精密鑄造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711457305.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108213394B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康泰峰;劉業(yè)光;寇濤;彭彩霞;郭燕芳;王兆松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中核北方核燃料元件有限公司
• 主分類號(hào): B22D27/15
• 分類號(hào): B22D27/15;B22C9/04
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

1.一種燃料元件管座精密鑄造方法，采用真空鑄造爐進(jìn)行真空重力鑄造，所述的真空鑄造爐具有澆鑄室和過渡室兩個(gè)腔室，過渡室可以使型殼(5)由大氣條件向真空條件過渡，澆鑄室能夠保持在真空條件下進(jìn)行金屬熔煉和澆鑄，過渡室和澆鑄室之間由隔離閥(6)隔離，一個(gè)鑄造小車(8)可以在澆鑄室和過渡室間移動(dòng)，用來轉(zhuǎn)移澆鑄前后的型殼(5)，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一：管座鑄造蠟?zāi)＝M型

步驟1.1，準(zhǔn)備管座蠟?zāi)?4)；

利用壓蠟機(jī)及壓型模具壓制管座蠟?zāi)?4)，管座蠟?zāi)?4)包括流水孔板蠟?zāi)：涂蝮w蠟?zāi)＃z查確保管座框體蠟?zāi)５谋砻鏌o流痕、缺肉缺陷；

所述的流水孔板蠟?zāi)Ｅc管座的流水孔板結(jié)構(gòu)相同，框體蠟?zāi)檎叫慰蝮w結(jié)構(gòu)，其寬度與管座寬度相同，流水孔板蠟?zāi)Ｎ挥诳蝮w蠟?zāi)５闹行姆娇滋帲?/p>

步驟1.2，準(zhǔn)備澆道蠟?zāi)＃?/p>

制作倒錐臺(tái)形澆口蠟?zāi)?1)一個(gè)，其大口直徑為100～150mm，小口直徑為50～80mm，高度為80～150mm；

在澆口蠟?zāi)?1)中嵌設(shè)有一個(gè)倒“T”形的固定操作桿，所述固定操作桿包括豎桿和橫桿，其中豎桿的一端從澆口蠟?zāi)?1)的軸線位置穿出，位于澆口蠟?zāi)?1)的大口上方，豎桿的另一端位于澆口蠟?zāi)?1)中，與橫桿的中間位置相交，所述橫桿位于澆口蠟?zāi)?1)中，距澆口蠟?zāi)?1)小口30～50mm；

制作扁正方體結(jié)構(gòu)的橫澆道蠟?zāi)?2)一個(gè)，橫澆道蠟?zāi)?2)的寬度與管座相同，高度為30～50mm；

制作柱體結(jié)構(gòu)的豎澆道蠟?zāi)?3)八個(gè)，高度大于60mm，豎澆道蠟?zāi)?3)的截面為矩形；

步驟1.3，進(jìn)行鑄造蠟?zāi)＝M型；

將管座蠟?zāi)?4)平放在操作臺(tái)，流水孔板蠟?zāi)５囊幻媾c操作臺(tái)接觸，將豎澆道蠟?zāi)?3)分別粘接在框體蠟?zāi)Ｋ膫€(gè)角上和框體蠟?zāi)Ｋ膫€(gè)邊的中間部位，然后對(duì)八個(gè)豎澆道蠟?zāi)?3)的頂端進(jìn)行處理，使得其處于同一平面；

將橫澆道蠟?zāi)?2)粘接在豎澆道蠟?zāi)?3)上部，并與管座框體蠟?zāi)?duì)齊；

將澆口蠟?zāi)?1)的小口部位粘接在橫澆道蠟?zāi)?2)的上表面中心位置；

步驟二：制殼

步驟2.1，沾漿、淋砂、干燥；

采用硅溶膠精密鑄造制殼工藝方法，將組型后的管座蠟?zāi)?4)進(jìn)行沾漿、淋砂、干燥的反復(fù)處理，完成不少于6層的型殼(5)制備；

步驟2.2，脫蠟；

利用脫蠟釜將型殼(5)中的蠟?zāi)Ｈコ缓罄眉訜釥t進(jìn)行焙燒，焙燒的溫度為1000～1100℃，焙燒時(shí)間為1～3h；

步驟三：真空重力鑄造

步驟3.1，將焙燒后的型殼(5)利用鎂砂埋在鑄造用砂箱內(nèi)，澆口上部露出砂面；然后將砂箱放入加熱爐內(nèi)升溫至1000～1200℃時(shí)，進(jìn)行保溫；

步驟3.2，向真空鑄造爐澆鑄室中的坩堝內(nèi)投放不銹鋼料，然后抽真空至10^-1Pa以內(nèi)，開始加熱熔化，當(dāng)溫度達(dá)到1650～1680℃時(shí)進(jìn)行保溫；

步驟3.3，當(dāng)步驟3.1中砂箱保溫時(shí)間達(dá)到2小時(shí)后，打開真空鑄造爐的過渡室門(7)，開出鑄造小車(8)，將砂箱轉(zhuǎn)移到鑄造小車(8)上，轉(zhuǎn)移時(shí)間不超過3min，然后開回鑄造小車(8)，關(guān)閉過渡室門(7)，過渡室抽真空；

步驟3.4，當(dāng)過渡室抽真空達(dá)到10Pa以內(nèi)后，打開澆鑄室與過渡室之間的隔離閥(6)，然后移動(dòng)鑄造小車(8)進(jìn)入澆鑄室，使型殼(5)澆口處于預(yù)設(shè)的澆鑄位置；

步驟3.5，控制熔煉的金屬液溫度在1650～1680℃，勻速將金屬液在10秒的時(shí)間內(nèi)充滿型殼(5)內(nèi)部，然后停止加熱；

步驟3.6，澆鑄完成10min后，打開過渡室門(7)，開出鑄造小車(8)，取出型殼(5)和鑄件，進(jìn)行后續(xù)的鑄件清理。

2.如權(quán)利要求1所述的一種燃料元件管座精密鑄造方法，其特征在于：管座蠟?zāi)?4)所用的蠟料為中溫蠟，利用粘接蠟通過粘接組成完整的管座蠟?zāi)?4)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種燃料元件管座精密鑄造方法，其特征在于：所述固定操作桿的橫桿長度為40mm，橫桿和豎桿的直徑均為10～20mm。

4.如權(quán)利要求3所述的一種燃料元件管座精密鑄造方法，其特征在于：所述固定操作桿的橫桿距澆口蠟?zāi)?1)小口30～50mm。