[發明專利]一種核用內變徑導向管同軸度測規的加工方法

有效

• 申請號: 202211008902.0
• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115338600B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王旭峰;薛祥義;唐斌;李金山;寇宏超;王軍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;G01B21/24
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 彭博

本發明公開了一種核用內變徑導向管同軸度測規的加工方法，包括：選材、鋸切、扒皮、球化退火處理、無損檢測、車削、調質熱處理、矯直、熒光檢測及車削、磨削和研磨。本發明通過選材、鋸切、扒皮、球化退火處理、無損檢測、車削、調質熱處理、矯直、熒光檢測及車削、磨削和研磨處理得到的同軸度測規，測量精度高，與核用導向管適配性強，滿足了核用高精度檢測需求，同時避免了破壞性抽檢方案，檢測覆蓋面更廣，通過球化退火處理便于車削加工，提高車削加工精度，同時，通過調質熱處理，提高棒材硬度和耐磨性，便于后續磨削和研磨加工，使得研磨精度更高、研磨后的棒材表面粗糙度更低。

技術領域

本發明涉及一種核用內變徑導向管同軸度測規的加工方法，屬于核用導向管檢測技術領域。

背景技術

鋯合金作為一種重要的戰略材料，廣泛應用于水冷動力堆的堆芯材料中，鋯合金導向管作為核反應燃料堆組件中的重要組成部分，它既有骨架支撐功能，同時又為控制棒提供了導向、減速和緩沖作用。因此，導向管的幾何尺寸精度對反應堆的安全可靠性有著至關重要的作用。

常見的核燃料組件導向管從結構形式上大體分為兩類：一種是壁厚不變，內徑、外徑同時呈階梯狀變化的，如AFA2G組件用導向管；另一種是外徑保持不變而內徑發生變化，如AFA3G組件用Monobloc?TM導向管。對外徑不變、內徑變化類型的導向管，其在制備過程中需要對管材同軸度進行準確測量，但是，現有常用的三坐標測量儀等設備無法進行過渡區的在線精確測量，一般只能采取破壞性抽檢的方式進行測量，這種破壞性抽檢既存在測量精度低，檢測效果差的問題，又無法全面覆蓋所有成品，存在安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提供一種核用內變徑導向管同軸度測規的加工方法，該加工方法加工的同軸度測規解決了現有技術中破壞性抽檢覆蓋范圍小、精度低的問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：所述同軸度測規由手柄、第一圓柱段、圓錐過渡段和第二圓柱段組成，所述第一圓柱段直徑大于第二圓柱段直徑，所述圓錐過渡段與導向管變徑過渡區的設計角度一致；包括以下步驟：

S1：選擇直徑大于導向管最大內徑1mm的熱軋棒材；

S2：鋸切上述熱軋棒材，使其長度比導向管對應于第一圓柱段及圓錐過渡段部分的長度至少大100mm；

S3：將S2鋸切棒材置于車床上扒皮，扒皮后得到光亮棒材，扒皮去除量為0.1mm～0.3mm；

S4：將光亮棒材放入退火爐中，棒材在750～790℃下保溫2～3h，在770～810℃下保溫4～5h，冷卻到700～740℃后保溫2～3h，冷卻至室溫，其中，冷卻速度小于20℃/h；

S5：對退火后的棒材超聲探傷；

S6：選擇無超聲缺陷棒材進行車削加工，車削至棒材直徑比導向管對應于第一圓柱段部分的內徑大0.5～0.6mm；

S7：將S6中車削后的棒材淬火，淬火溫度為830～870℃，并保溫50～80min，出爐油冷至室溫，再回火處理，回火溫度為150～200℃，并保溫2～3h，出爐后空冷；

S8：將S7調質熱處理后的棒材進行矯直，矯直至棒材直線度不大于0.1/1000mm；

S9：采用熒光磁粉探傷，對無缺陷的棒材再次車削，車削出第一圓柱段、圓錐過渡段和第二圓柱段，車削后的第一圓柱段、圓錐過渡段和第二圓柱段較導向管對應段內徑大0.1～0.15mm；

S10：對棒材進行磨削和研磨，直至第一圓柱段、圓錐過渡段和第二圓柱段直徑比導向管對應段內徑不大于0.01mm，表面粗糙度Ra不大于0.05μm，得到同軸度測規。

進一步地，所述圓錐過渡段的圓錐頂角為5°～30°，長度為3mm～30mm。

進一步地，步驟S5中，探頭為15MHz線聚焦或點聚焦。