抗松弛高温弹簧的加工方法技术

本申请涉及弹簧加工技术，公开了一种抗松弛高温弹簧的加工方法，采用申请的加工方法制造的弹簧能够长期稳定服役于650～700℃高温中，同时有效抑制高温应力松弛。该加工方法包括：选取预设规格合金冷拔丝材；根据预设弹簧参数将所述合金冷拔丝材绕制成螺旋弹簧；将所述螺旋弹簧在965～995℃温度下进行0.5～1h的固溶处理；以及将固溶处理后的所述螺旋弹簧进行时效处理。行时效处理。行时效处理。

【技术实现步骤摘要】
抗松弛高温弹簧的加工方法


[0001]本申请涉及弹簧加工技术，特别涉及抗松弛高温弹簧的加工技术。

技术介绍

[0002]随着我国能源需求的激增，能源缺口问题愈加严重，干净、安全、高效 率的先进核能是解决我国能源问题的最佳方法，大力发展核能也是未来我国 能源结构调整和优化的重要方向。
[0003]作为核反应堆堆芯重要组成部分的控制棒组件主要包括棒体组件、引棒 组件两部分。其中棒体组件包括棒头、模拟吸收体、吸收体组件(碳化硼)、 控制棒外套管、控制棒内套管、吸收体压块、压紧弹簧等。其中吸收体组件 与合金热膨胀系数差别较大，因此控制棒吸收体段顶部装有压紧弹簧，用于 补偿辐照及热膨胀下吸收体与合金产生的轴向膨胀差，也可以防止吸收单元 在紧急落棒及运输过程中发生串动。
[0004]考虑到核反应堆通常服役年限为10年以上，需要压紧弹簧具有在高温 下长期抗松弛的特性。然而目前并没有650～700℃高温下长期服役的高温弹 簧的应用。例如，Inconel X-750(UNS N07750)合金能够在800℃以下保持 较高的强度以及耐腐蚀性能，但是采用传统的Inconel X-750合金弹簧制造 工艺得到弹簧在650-700℃会出现明显的松弛，导致弹簧在受到长期载荷后 不回弹，使控制棒组件吸收体(碳化硼)的轴向压紧失效。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种抗松弛高温弹簧的加工方法，采用本申请的 加工方法制造的弹簧能够长期稳定服役于650～700℃高温中，同时有效抑制 高温应力松弛。
>[0006]本申请公开了一种抗松弛高温弹簧的加工方法，包括：
[0007]选取预设规格合金冷拔丝材；
[0008]根据预设弹簧参数将所述合金冷拔丝材绕制成螺旋弹簧；
[0009]将所述螺旋弹簧在965～995℃温度下进行0.5～1h的固溶处理；
[0010]将固溶处理后的所述螺旋弹簧进行时效处理。
[0011]在一个优选例中，所述将所述螺旋弹簧在965～995℃温度下进行0.5～ 1h的固溶处理，进一步包括：
[0012]将所述螺旋弹簧在980
±
5℃温度下进行0.5～1h的固溶处理。
[0013]在一个优选例中，所述将固溶处理后的所述螺旋弹簧进行时效处理，进 一步包括：
[0014]将固溶处理后的所述螺旋弹簧在725～740℃温度下保温16～20h，进行 时效处理。
[0015]在一个优选例中，所述将固溶处理后的所述螺旋弹簧进行时效处理，进 一步包括：
[0016]将固溶处理后的所述螺旋弹簧在730
±
2℃温度下保温16～20h，进行时 效处理。
[0017]在一个优选例中，所述预设规格合金冷拔丝材为Inconel X-750(UNS N07750)冷拔丝材。
[0018]在一个优选例中，所述将所述螺旋弹簧在965～995℃温度下进行0.5～1h的固溶处理之后，还包括：
[0019]将固溶处理后的所述螺旋弹簧空冷或者随炉温冷却；
[0020]所述将所述固溶处理后的螺旋弹簧进行时效处理，进一步包括：
[0021]将空冷或者随炉温冷却的所述螺旋弹簧进行时效处理。
[0022]在一个优选例中，所述将所述固溶处理后的螺旋弹簧进行时效处理之后， 还包括：
[0023]将时效处理后的所述螺旋弹簧的两端面磨平；
[0024]对所述两端磨平后的所述螺旋弹簧进行高温立定处理；
[0025]对高温立定处理后的所述螺旋弹簧进行探伤检测；
[0026]对所述探伤检测后的所述螺旋弹簧进行清洗、包装。
[0027]在一个优选例中，所述将时效处理后的所述螺旋弹簧的两端面磨平，进 一步包括：
[0028]将时效处理后的所述螺旋弹簧的两端面磨削3/4圈，磨面角度大于270 度；
[0029]所述对所述两端磨平后的所述螺旋弹簧进行高温立定处理，进一步包括：
[0030]对所述两端磨平后的所述螺旋弹簧在650～700℃温度下压并3～5次。
[0031]本申请实施方式中，至少包括以下优点和效果：
[0032]本申请的实施方式首先选取预设规格合金冷拔丝材，然后对合金冷拔丝 材绕制成螺旋弹簧，之后对绕制的弹簧在965～995℃温度下进行0.5～1h的 固溶处理，之后对固溶处理后的弹簧进行时效处理，与现有技术相比，本申 请的实施方式在“时效处理步骤”之前增加一道“固溶处理步骤”，可以有 效消除冷拔过程中所产生的大部分或者全部应力，避免了弹簧在后续使用过 程中出现应力松弛的问题。
[0033]进一步地，将绕制的Inconel X-750弹簧在980
±
5℃进行0.5～1h的固 溶处理，之后将其在730
±
5℃温度下保温16～20h以进行时效处理，使得弹 簧在650℃温度下预压24h解除后回弹到压缩高度的90％左右。
[0034]本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如 果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得 说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述
技术实现思路
中公开的各个技 术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开 的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这 些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在 技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子 中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技 术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组 合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E 的方案应当视为已经被记载。
附图说明
[0035]图1是根据本申请第一实施方式的抗松弛高温弹簧的加工方法流程示意 图；
[0036]图2是对比试验的步骤2)中卷簧绕制的尺寸；
[0037]图3是对比试验的工装示意图。
[0038]其中，
[0039]301-工装盖板
ꢀꢀ
302-被测弹簧
[0040]303-工装筒
具体实施方式
[0041]在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。 但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下 各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
[0042]下面概要说明本申请的部分创新点：
[0043]一般在650～700℃高温下长期服役的弹簧的加工方法采用冷拔丝作为 原始材料，例如，Inconel X-750合金冷拔丝材，其冷拉变形量为15％，在卷 簧过后直接在730℃下进行16h以上的时效强化，以析出γ
’
相，弹簧的强 度主要是来源于冷拔丝中大量的位错塞积应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗松弛高温弹簧的加工方法，其特征在于，包括：选取预设规格合金冷拔丝材；根据预设弹簧参数将所述合金冷拔丝材绕制成螺旋弹簧；将所述螺旋弹簧在965～995℃温度下进行0.5～1h的固溶处理；将固溶处理后的所述螺旋弹簧进行时效处理。2.如权利要求1所述的抗松弛高温弹簧的加工方法，其特征在于，所述将所述螺旋弹簧在965～995℃温度下进行0.5～1h的固溶处理，进一步包括：将所述螺旋弹簧在980
±
5℃温度下进行0.5～1h的固溶处理。3.如权利要求1所述的抗松弛高温弹簧的加工方法，其特征在于，所述将固溶处理后的所述螺旋弹簧进行时效处理，进一步包括：将固溶处理后的所述螺旋弹簧在725～740℃温度下保温16～20h，进行时效处理。4.如权利要求3所述的抗松弛高温弹簧的加工方法，其特征在于，所述将固溶处理后的所述螺旋弹簧进行时效处理，进一步包括：将固溶处理后的所述螺旋弹簧在730
±
2℃温度下保温16～20h，进行时效处理。5.如权利要求1-4中任意一项所述的抗松弛高温弹簧的加工方法，其特征在于，所述预设规格...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶祥熙，翟利芳，玉昆，李志军，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：