The invention discloses a control rod driving mechanism of a nuclear power station with a novel wear-resistant layer structure and a manufacturing method thereof. The hook structure: pin hole is a square shape wear layer; combining the gullet and substrate surface is a plane. The invention adopts 3D laser printing technology, manufacturing steps are as follows: S1: a rough 3D model; S2: the development of laser deposition manufacturing solutions, and log module to slice and laser scanning path planning; S3: set the manufacturing parameters and the preparation process control procedures; S4: complete the preparatory work before manufacturing; S5: Laser Deposition Manufacturing in accordance with the procedures set; S6: the hook from the blank substrate cutting separation, then heat treatment; S7: machining the claw blank after heat treatment to obtain the finished hook. The invention makes the claw compared with the mechanical properties of oxygen - acetylene welding hook better, fully automatic control of the production process, from the operating personnel, suitable for mass production, can completely replace the oxygen - acetylene welding hook.
【技术实现步骤摘要】
一种具有新型耐磨层结构的钩爪及其制造方法
本专利技术属于激光增材制造领域,涉及用于核电站控制棒驱动机构钩爪的一种新型结构及制造方法。
技术介绍
控制棒驱动机构是核电站反应堆的关键设备,也是反应堆本体上唯一的动设备。钩爪组件是控制棒驱动机构中最核心、最关键的零件之一。反应堆的启动、功率调节、功率保持、正常停堆和事故停堆等功能操作,就是依靠两组钩爪按照时序运动的摆进摆出方式完成驱动杆带动堆芯控制棒的提升、下插动作来实现。核电技术的发展对反应堆系统和设备的安全性、可靠性和经济性都提出了更高的要求。作为易损件,钩爪的耐磨损、耐热性、耐腐蚀等特性直接决定整个控制棒驱动机构的使用寿命。堆焊型钩爪由于其优越抗冲击性、耐腐蚀性,不易崩齿、断裂和碎裂,含钴量低和更好的耐磨性而被广泛采用。但由于其在小孔内进行氧乙炔手工堆焊的操作难度高,工艺稳定性差、生产效率低、产品合格率低,国内相关单位的产品没有实际工程应用价值。国内核电工程使用的该种钩爪几乎全部采用进口。堆焊型钩爪、连杆成为控制棒驱动机构中唯一没有实现批量化国产的零件。激光增材制造是通过将三维构件解构为二维后再利用高能激光束进行堆叠制造的技术。对于复杂构件、难熔材料的加工制造具有独特优势。本专利技术就是提供一种具有新型耐磨层结构的钩爪及其激光沉积制造方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有新型耐磨层结构的核电站控制棒驱动机构钩爪及其激光沉积制造工艺方法。本专利技术提出的核电站控制棒驱动机构钩爪新型耐磨层结构,其特征是:销孔的耐磨层为外圆呈锯齿状的圆管形;销孔耐磨层与基体结合面为锯齿形;钩齿与基体的结合面为锯齿形。本专利技 ...
【技术保护点】
一种利用激光增材制造技术制造的核电站控制棒驱动机构钩爪,其特征在于:销孔的耐磨层为外圆呈锯齿状的圆管形;销孔耐磨层与基体结合面为锯齿形;钩齿与基体的结合面为锯齿形。
【技术特征摘要】
1.一种利用激光增材制造技术制造的核电站控制棒驱动机构钩爪,其特征在于:销孔的耐磨层为外圆呈锯齿状的圆管形;销孔耐磨层与基体结合面为锯齿形;钩齿与基体的结合面为锯齿形。2.权利要求1所述的新型耐磨层结构的核电站控制棒驱动机构钩爪的激光增材制造方法,包括如下步骤:S1:建立钩爪毛坯三维数字模型;S2:制定钩爪激光增材制造方案,并对数模进行切片和激光扫描路径规划;S3:设定激光增材制造参数并编制工艺控制程序;S4:完成激光增材制造前准备工作;S5:按照设定的程序进行激光增材制造;S6:将钩爪毛坯从基板切割分离,然后进行热处理;S7:对热处理后的钩爪毛坯进行机加工,获得钩爪成品。3.权利要求1所述外圆呈锯齿状的圆管形钩爪销孔区耐磨层,其特征是:圆管外直径不小于10.5mm,不大于19.0mm。4.权利要求2所述钩爪激光增材制造方法S2步骤,其特征在于:S2-1:采用钩爪毛坯以钩齿面中心法与其轴线所在平面呈水平的侧向平放方式生长;S2-2:将钩爪毛坯数模进行切片;S2-3:对切片进行分区,并规划每个分区的激光扫描路径;S2-4:编制钩爪毛坯切片和激光增材制造程序文件。5.权利要求2所述激光增材制造钩爪毛坯S3步骤设定激光增材制造参数,其特征在于:激光光斑直径为φ2mm~φ6mm,激光功率为1kw~5Kw,激光扫描速度3mm/s~30mm/s,激光扫描搭接率为30%~50%,切片层厚为0.5mm~2.0mm。6.权利要求2所述激光增材制造钩爪毛坯S4步骤,其特征在于:S4-1:对基材去油污,表面打磨去除氧化皮,然后清洗烘干;S4-2:将基材放置到氩气氛保护的激光沉积成形仓的工作平台上并固定,调整送粉器到基材表面的距离,并设定激光扫描的起点和终点;S4-3:将激光增材制造钩爪毛坯用原材料粉末装入送粉器;S4-4:进行激光增材制造程序预运行,检测设备运行准确性和程序运行的合理性。7.权利要求2所述激光增材制造钩爪毛坯S6步骤的热处理,其...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘红宾,李旺,孙峰,李广生,潘宝珠,
申请(专利权)人:鑫精合激光科技发展北京有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。