[發(fā)明專利]一種堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)成形方法

有效

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109986285B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李燕;張宏亮;許斌;羅英;饒琦琦;余志偉;李娜;張翼;蔣興鈞;何培峰;胡雪飛;李浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 閆兆梅

本發(fā)明屬于反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)成形方法；本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種采用電熔增材制造技術(shù)，制造出堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)的堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)成形方法；取消了型材、配套焊材的生產(chǎn)，縮短了生產(chǎn)周期；取消了所有的全焊透焊縫，避免了結(jié)構(gòu)的焊接變形，提高了成形質(zhì)量；采用了整體成形的上支承結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)連續(xù)性好，力學(xué)性能更好；整體成形的上支承結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)材料性能均勻，尤其是結(jié)構(gòu)厚度方向材料性能無差異；制造工藝大大簡化，制造周期大幅度縮短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，具體涉及一種堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)成形方法。

背景技術(shù)

堆內(nèi)構(gòu)件上支承結(jié)構(gòu)是反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，目前常用的制造工藝過程為：先卷板焊接形成裙筒，將由鍛件加工而成的上支承法蘭和上支承板與裙筒進行全焊透焊接連接為整體，需要的原材料有板材、鍛件和配套焊材。該制造工藝的時間周期較長，焊接過程較復(fù)雜，變形量較大。

電熔增材制造技術(shù)是一種3D打印技術(shù)，是相對于傳統(tǒng)的機加工等減材制造技術(shù)而言，通過材料的逐漸累積來實現(xiàn)制造的技術(shù)，這種制造技術(shù)無需傳統(tǒng)的型材生產(chǎn)和組裝焊接，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)工藝難以或無法加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的制造，可以有效簡化生產(chǎn)工序，縮短制造周期。電熔增材制造技術(shù)以特殊鋼絲材/粉末及特殊冶金輔材為原材料，通過強電流高效原位冶金熔化、逐層堆積實現(xiàn)上支承結(jié)構(gòu)的制造，大大簡化了制造工藝，取消了全焊透焊縫，降低了制造難度，縮短了制造周期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種采用電熔增材制造技術(shù)，制造出堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)的堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)成形方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種堆內(nèi)構(gòu)件整體式上支承結(jié)構(gòu)成形方法，包括以下步驟：

步驟一、選擇電熔增材制造原材料，選擇滿足要求的Z2CN19-10控氮絲材和輔料，絲材直徑在0.8mm～4mm之間；

步驟二、根據(jù)所需制造的堆內(nèi)構(gòu)件上支承結(jié)構(gòu)的圖紙，并考慮材料檢驗相關(guān)的檢驗取樣尺寸余量，確定增材制造程序編寫；

步驟三、清理增材用基板表面，并打磨拋光基板表面；

步驟四、采用以電弧為熱源，以送絲熔覆方法進行上支承板(3)的成形，逐層熔覆堆積，直到完成設(shè)計所需增材制造的尺寸，熔覆堆積時，電熔基體預(yù)熱溫度不低于15℃，道間溫度不大于180℃；

步驟五、上支承板(3)打印成形后，采用同樣方法完成上支承法蘭(1)和裙筒(2)的成形；

步驟六、對電熔增材成形的整體式上支承結(jié)構(gòu)進行固溶熱處理，熱處理制度為：(1000～1100)℃×(1～4)h+水冷，固溶熱處理次數(shù)不超過2次，固溶熱處理后的晶粒度等級為4～7級；

步驟七、電熔增材成形后，對整體式上支承結(jié)構(gòu)進行機加工，直至達到圖紙要求的最終尺寸和表面粗糙度要求；

步驟八、加工完成后，對整體式上支承結(jié)構(gòu)進行尺寸穩(wěn)定化處理，尺寸穩(wěn)定化處理的溫度為(400～450)℃×(6～12)h；

步驟九、對整體式上支承結(jié)構(gòu)進行液體滲透檢驗；

檢驗包括以下四個步驟：

(1)在整個液體滲透檢驗過程中，被檢驗件和滲透劑的溫度應(yīng)保持在10℃～50℃之間，液體滲透劑停留時間至少應(yīng)為20分鐘，且在整個滲透時間內(nèi)，滲透劑必須保持濕潤狀態(tài)；

(2)使用溫度為10℃～45℃的去離子水去除多余的滲透劑，用干凈海綿或吸水紙進行擦洗，也可用小于2bar的水沖洗，但要防止過清洗，采用自然干燥；

(3)在待檢表面干燥后涂敷一層又細(xì)又均勻的顯像劑；