CN112808936A - 一种cf4核燃料管座的成型制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核燃料制造领域，尤其涉及燃料组件结构件的制备方法，具体涉及一种CF4不锈钢管座制备方法。使用树脂基蜡膏体，注入金属模具，保压后，金属模具内自然冷却取模；采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度53～60秒的面层涂料，采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度35～40秒的过渡层涂料，采用莫来石粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度33～38秒的背层涂料；先将蜡模涂挂面层涂料后淋撒锆砂干燥，再涂挂过渡层涂料后淋撒莫来石砂干燥，最后涂挂背层涂料后淋撒莫来石砂干燥，涂料干燥后在蜡模外部形成模壳；采用蒸汽进行脱蜡，获得内部蜡完全排出的模壳，对模壳进行烧结。本发明可以实现更复杂的曲面结构及孔洞结构管座的制造。
Description
技术领域
本发明涉及核燃料制造领域，尤其涉及燃料组件结构件的制备方法，具体涉及一种CF4不锈钢管座制备方法。
背景技术
CF4核燃料管座目前主要制备工艺为机械加工制备，采用不锈钢块状坯料，以数控车铣、线切割的方式将不锈钢坯料加工成为制定形状的结构件后，采用焊接的方式将部分结构件进行拼接组装。这种制备方式具有以下问题：
1)以机械加工为主，切削量极大，材料利用率低，损耗大量刀具及原材料。
2)焊接过程中，焊缝不合格会导致结构件整体报废，无法循环利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CF4核燃料管座的成型制造方法，节约工期及原材料。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种CF4核燃料管座的成型制造方法，
步骤1，制蜡模；使用树脂基蜡膏体，注入金属模具，保压后，金属模具内自然冷却取模；
步骤2，制涂料；采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度53～60秒的面层涂料，采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度35～40秒的过渡层涂料，采用莫来石粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度33～38秒的背层涂料；
步骤3，刷涂料；先将蜡模涂挂面层涂料后淋撒锆砂干燥，再涂挂过渡层涂料后淋撒莫来石砂干燥，最后涂挂背层涂料后淋撒莫来石砂干燥，涂料干燥后在蜡模外部形成模壳；
步骤4，脱蜡烧结；采用蒸汽进行脱蜡，获得内部蜡完全排出的模壳，对模壳进行烧结；
步骤5，铸造；将模壳预热，将304L不锈钢熔炼，在真空条件下注入模壳中，冷却后获得铸件；
步骤6，将铸件外层的模壳清理干净，精修铸件尺寸；
步骤7，对铸件进行保温后，采用氩气冷却至室温，制备完成。
使用58～61℃树脂基蜡膏体，采用2.0～2.3MPa压力注入金属模具，保压100～120s后，金属模具内自然冷却3～4min取模。
先将蜡模涂挂面层涂料后淋撒锆砂干燥12小时，此过程重复一次。
再涂挂过渡层涂料后淋撒莫来石砂干燥12小时。
最后涂挂背层涂料后淋撒莫来石砂干燥12小时，此过程重复五次。
干燥过程中环境温度23～28℃，湿度55％～65％。
采用温度175℃，压力0.75MPa的蒸汽进行脱蜡。
采用950℃保温4小时对模壳进行烧结。
将模壳1150℃预热2小时，将304L不锈钢熔炼至1580℃后，在真空条件下注入模壳中。
对铸件进行950℃保温2小时后，采用氩气冷却至室温。
本发明所取得的有益效果为：
本发明与现有常规CF4管座机加工制备方法相比，具有如下显著优点：
1)本发明可以实现更复杂的曲面结构及孔洞结构管座的制造。
2)本发明可实现管座的一次性整体成型，大幅度降低加工工作量。
3)本发明为液态成型，产生不合格品后可对废品原材料进行重熔循环利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明涉及一种CF4管座的精密铸造方法，其发明内容主要包括蜡模制作、型壳制作、熔炼浇注、清理加工的方法。
为实现上述CF4管座精密铸造的制备方案，本发明的主要工艺流程如下：
步骤1，制蜡模。使用58～61℃树脂基蜡膏体，采用2.0～2.3MPa压力注入金属模具，保压100～120s后，模具内自然冷却3～4min取模。
步骤2，制涂料。采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度53～60秒的面层涂料，采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度35～40秒的过渡层涂料，采用莫来石粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度33～38秒的背层涂料。
步骤3，刷涂料。先将蜡模涂挂面层涂料后淋撒锆砂干燥12小时，此过程重复一次，再涂挂过渡层涂料后淋撒莫来石砂干燥12小时，最后涂挂背层涂料后淋撒莫来石砂干燥12小时，此过程重复五次。干燥过程中环境温度23～28℃，湿度55％～65％。涂料干燥后在蜡模外部形成模壳。
步骤4，脱蜡烧结。采用温度175℃，压力0.75MPa的蒸汽进行脱蜡，获得内部蜡完全排出的模壳，采用950℃保温4小时对模壳进行烧结。
步骤5，铸造。将模壳1150℃预热2小时，将304L不锈钢熔炼至1580℃后，在真空条件下注入模壳中，冷却后获得铸件。
步骤6，加工。将铸件外层的模壳清理干净，精修铸件尺寸。
步骤7，热处理。对铸件进行950℃保温2小时后，采用氩气冷却至室温，制备完成。
实施例一
步骤1，采用蜡膏温度58℃，射蜡压力2.2MPa的参数制备蜡模并组装。
步骤2，以四号量杯为准，面层涂料粘度调整为55秒，过渡层粘度38秒，背层粘度35秒，采用面层涂挂两次、过渡层一次、背层六次的方式进行涂挂，每层涂挂后在温度25℃湿度60％条件下干燥12小时。
步骤3，采用温度175℃，压力0.75MPa的蒸汽进行脱蜡，脱蜡后采用950℃保温4小时进行模壳烧结。
步骤4，将模壳装砂箱后进行1150℃预热2小时，将304L不锈钢熔炼至1580℃后，在真空条件下浇入模壳。
步骤5，使用震壳机、水力清壳机、喷砂机清理铸件表面模壳，使用带锯床切除浇道。
步骤6，950℃保温2小时后，采用氩气冷却至室温，制备完成。
实施例二
步骤1，采用蜡膏温度58℃，射蜡压力2.2MPa的参数制备蜡模并组装。
步骤2，以四号量杯为准，面层涂料粘度调整为55秒，过渡层粘度38秒，背层粘度35秒，采用面层涂挂两次、过渡层一次、背层六次的方式进行涂挂，每层涂挂后在温度25℃湿度60％条件下干燥12小时。
步骤3，采用温度175℃，压力0.75MPa的蒸汽进行脱蜡，脱蜡后采用950℃保温4小时进行模壳烧结。
步骤4，将模壳装砂箱后进行1150℃预热2小时，将304L不锈钢熔炼至1580℃后，在真空条件下浇入模壳。
步骤5，使用震壳机、水力清壳机、喷砂机清理铸件表面模壳，使用带锯床切除浇道。
步骤6，950℃保温2小时后，采用氩气冷却至室温，制备完成。
实施例三
步骤1，采用蜡膏温度58℃，射蜡压力2.2MPa的参数制备蜡模并组装。
步骤2，以四号量杯为准，面层涂料粘度调整为55秒，过渡层粘度38秒，背层粘度35秒，采用面层涂挂两次、过渡层一次、背层六次的方式进行涂挂，每层涂挂后在温度25℃湿度60％条件下干燥12小时。
步骤3，采用温度175℃，压力0.75MPa的蒸汽进行脱蜡，脱蜡后采用950℃保温4小时进行模壳烧结。
步骤4，将模壳装砂箱后进行1150℃预热2小时，将304L不锈钢熔炼至1580℃后，在真空条件下浇入模壳。
步骤5，使用震壳机、水力清壳机、喷砂机清理铸件表面模壳，使用带锯床切除浇道。
步骤6，950℃保温2小时后，采用氩气冷却至室温，制备完成。
上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
本发明公开了一种CF4不锈钢管座制备方法包括步骤：步骤1，采用中温铸造蜡制备蜡模；步骤2，采用工业机器人制壳，在自动化干燥线内进行干燥后，使用蒸汽法脱蜡；步骤3，采用真空气氛熔炼不锈钢进行浇铸；步骤4，以水力清壳技术为主对铸件进行清理，采用氩气进行气淬处理。
Claims (10)
1.一种CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：
步骤1，制蜡模；使用树脂基蜡膏体，注入金属模具，保压后，金属模具内自然冷却取模；
步骤2，制涂料；采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度53～60秒的面层涂料，采用锆英粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度35～40秒的过渡层涂料，采用莫来石粉与硅溶胶配制成四号流杯粘度33～38秒的背层涂料；
步骤3，刷涂料；先将蜡模涂挂面层涂料后淋撒锆砂干燥，再涂挂过渡层涂料后淋撒莫来石砂干燥，最后涂挂背层涂料后淋撒莫来石砂干燥，涂料干燥后在蜡模外部形成模壳；
步骤4，脱蜡烧结；采用蒸汽进行脱蜡，获得内部蜡完全排出的模壳，对模壳进行烧结；
步骤5，铸造；将模壳预热，将304L不锈钢熔炼，在真空条件下注入模壳中，冷却后获得铸件；
步骤6，将铸件外层的模壳清理干净，精修铸件尺寸；
步骤7，对铸件进行保温后，采用氩气冷却至室温，制备完成。
2.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：使用58～61℃树脂基蜡膏体，采用2.0～2.3MPa压力注入金属模具，保压100～120s后，金属模具内自然冷却3～4min取模。
3.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：先将蜡模涂挂面层涂料后淋撒锆砂干燥12小时，此过程重复一次。
4.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：再涂挂过渡层涂料后淋撒莫来石砂干燥12小时。
5.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：最后涂挂背层涂料后淋撒莫来石砂干燥12小时，此过程重复五次。
6.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：干燥过程中环境温度23～28℃，湿度55％～65％。
7.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：采用温度175℃，压力0.75MPa的蒸汽进行脱蜡。
8.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：采用950℃保温4小时对模壳进行烧结。
9.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：将模壳1150℃预热2小时，将304L不锈钢熔炼至1580℃后，在真空条件下注入模壳中。
10.根据权利要求1所述的CF4核燃料管座的成型制造方法，其特征在于：对铸件进行950℃保温2小时后，采用氩气冷却至室温。
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