一种钩爪的制备方法技术

本发明专利技术公开了钩爪及其制备方法，包括下料、加工钩爪齿部、堆焊钩爪齿部、加工、堆焊第一销孔和第二销孔、加工堆焊后的钩爪齿部、加工钩爪背槽、加工堆焊后的第一销孔和第二销孔、磨加工钩爪侧面、加工钩爪倒角。本发明专利技术采用先机加工出钩爪齿部，对钩爪齿部进行堆焊，待钩爪齿部堆焊完成后，再机加工出钩爪的销孔，然后对销孔进行堆焊，避免了堆焊钩爪齿部时热输入大引起不锈钢母材的变形大，从而有效地控制了钩爪堆焊过程中的变形影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种核电控制棒驱动机构钩爪的制备方法。
技术介绍
控制棒驱动机构是核电厂核岛内的关键设备之一，该机构能够按照指令带动控制棒组件在堆芯内上下运动，起到对功率调节和在紧急情况下使反应堆停止反应的作用。控制棒驱动机构的工作温度为^3°C，工作压力为15. 5MPa，使用寿命为40年。钩爪是控制棒驱动机构的一个核心动作零件，其动作的可靠性是保证整个控制棒驱动机构功能稳定的关键。目前在建核电站使用的磁力提升型控制棒驱动机构钩爪主要采用堆焊的单齿钩爪，在需要耐磨的钩爪齿和销孔内壁采用钴基合金堆焊。钩爪作为控制棒驱动机构的核心动作零件，它不仅需要在尺寸很小的销孔(深度为30mm至32mm、孔径为14mm至16. 5mm)中进行异种材料的高难度堆焊，而且对几何形状误差(一般要求士0.03mm)要求很高。销孔的母材与堆焊材料分别为奥氏体不锈钢和钴基合金，堆焊层容易出现裂纹、孔洞等缺陷，因此很难获得组织性能满足设计要求的堆焊层；对钩爪齿部进行堆焊时，由于大量的热输入引起奥氏体不锈钢母材的变形，影响钩爪的加工精度，因此很难获得满足尺寸精度要求的钩爪。综上所述，现有技术中钩爪制备方法导致钩爪零件的主要不足是(1)钩爪销孔的堆焊层容易出现裂纹、孔洞等缺陷；(2)钩爪成品的尺寸精度不能满足设计要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，通过控制钩爪的制造过程，使钩爪销孔的堆焊层无裂纹、孔洞等缺陷，使钩爪的尺寸精度达到设计规范要求，为核电设备提供优良的核心动作零件。本专利技术采取的技术方案是 ，其步骤如下第一步、对经复验合格的材料按所需尺寸下料制成工件的坯料；第二步、将坯料的钩爪齿部加工到待堆焊所需尺寸；第三步、堆焊钩爪齿部；第四步、加工、堆焊第一销孔和第二销孔；第五步、加工堆焊后的钩爪齿部；第六步、加工钩爪背槽、加工堆焊后的第一销孔和第二销孔，以及加工钩爪齿部至最终尺寸；第七步、在磨床上对称磨钩爪两侧面至最终尺寸； 第八步、加工钩爪倒角。进一步，所述第一步中的下料是四个工件为一体的整体下料，所述四个工件的钩爪齿部连在一起成圆形，所述第二步至第六步是对四个工件同时加工，在所述第六步完成之后，将工件分成四个独立的钩爪。进一步，在所述第三步步骤前对工件进行预热，堆焊过程中进行保温，在所述第三步步骤完成后，将工件放在保温材料中缓冷。进一步，所述工件的母材为奥氏体不锈钢；在第三步和第四步中的堆焊方法为手工氧乙炔焊，氧乙炔火焰采用碳化焰，焊接位置为平焊，堆焊填充材料为钴基合金，钴基合金焊丝直径为2. 5mm至4mm。进一步，所述第四步中的堆焊方法，步骤如下第一小步、在待加工工件的第一侧面待堆焊部位加工第一销孔的第一堆焊孔和第二销孔的第一堆焊孔，孔径为堆焊所需尺寸，第一销孔的第一堆焊孔的深度为所述销孔深度的一半短2mm至3mm，第二销孔的第一堆焊孔的深度为超过所述销孔深度的一半；第二小步、在所述工件第二侧面与第一销孔的第一堆焊孔和第二销孔的第一堆焊孔对应的位置分别设置第一销孔的第一排气孔和第二销孔的第一排气孔；第三小步、将所述工件进行清洗后安装在工装上，对第一销孔的第一堆焊孔和第二销孔的第一堆焊孔进行第一次堆焊；第四小步、在所述工件的第二侧面待堆焊部位加工第一销孔的第二堆焊孔和第二销孔的第二堆焊孔，孔径为堆焊所需尺寸，第一销孔的第二堆焊孔的深度为所述销孔深度的一半短2mm至3mm，第二销孔的第二堆焊孔的深度至少为所述销孔深度的一半；第五小步、在所述工件的第一侧面与第一销孔的第二堆焊孔和第二销孔的第二堆焊孔对应的位置分别设置第一销孔的第二排气孔和第二销孔的第二排气孔；第六小步、将所述工件进行清洗后安装在所述工装上，对第一销孔的第二堆焊孔和第二销孔的第二堆焊孔进行第二次堆焊。进一步，所述工装为隔热工装，在所述第三小步步骤前对工件进行预热，堆焊过程中进行保温，在所述第三小步步骤完成后，将工件放在保温材料中缓冷；在所述第六小步步骤前对工件进行预热，堆焊过程中进行保温，在所述第六小步步骤完成后，将工件放在保温材料中缓冷。进一步，所述第六步加工钩爪背槽在数控加工中心选用三面刃盘铣刀加工，刀具运行轨迹采取圆弧插补。进一步，所述第六步加工第一销孔和第二销孔在数控加工中心进行，刀具采用专门定制的硬质合金中心钻、钻头、铣刀、铰刀依次加工所述第一销孔和第二销孔。本专利技术的有益效果是(1)先加工和堆焊钩爪齿部，再加工和堆焊钩爪销孔，控制了堆焊过程中的变形影响， 保证了钩爪的尺寸精度；(2)堆焊钩爪销孔时，从两侧面分两次进行堆焊，降低了堆焊的难度；(3)在堆焊过程中留出排气孔，解决了堆焊时易出现回火从而产生裂纹、孔洞等缺陷的问题。附图说明附图1是钩爪的主视图； 附图2是钩爪的俯视图； 附图3是附图1的D向视图； 附图4是附图2的A-A剖视图； 附图5是附图1的C-C剖视图； 附图6是附图4的B-B剖视附图7是钩爪齿部堆焊后的结构示意附图8是第一销孔的第一堆焊孔和第二销孔的第一堆焊孔加工后待第一次堆焊的结构示意附图9是附图8的B-B剖视图； 附图10是附图8的A-A剖视附图11是第一销孔的第二堆焊孔加工后待第二次堆焊的结构示意图； 附图12是第二销孔的第二堆焊孔加工后待第二次堆焊的结构示意图； 附图13钩爪齿部在车床上加工后的结构示意附图14是钩爪背槽、第一销孔和第二销孔，以及钩爪齿部在数控加工中心加工后的结构示意附图15是采用线切割将工件分割开的结构示意图。附图中的标号分别为I.钩爪；2.钩爪齿部；3.第一销孔；4.第二销孔； 5.第一侧面；6.第二侧面； 7.钩爪背槽；8.第二销孔的第一堆焊孔； 9.第二销孔的第一排气孔；91.第一阶梯孔； 92.第二阶梯孔；10.倒角；II.第二销孔的第二堆焊孔；12.第二销孔的第二排气孔； 13.倒角；14.齿部堆焊层；15.第一销孔堆焊层；16.第二销孔堆焊层； 17.第一销孔的第一堆焊孔；18.第一销孔的第一排气孔； 19.第一销孔的第二堆焊孔；20.第一销孔的第二排气孔； 21.切割线。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术提供的的具体实施方式作详细说明。参见附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6，一种钩爪1的制备方法，其步骤如下第一步、对经复验合格的材料按所需尺寸下料制成工件的坯料，材料为奥氏体不锈钢。 由于钩爪齿部2呈弧形，四个钩爪1为一体时，钩爪齿部2正好形成一个圆孔，在圆孔内进行堆焊操作比堆焊单个钩爪齿部2容易，堆焊过程更简单。而且四个工件为一体的整体堆焊后比单个工件堆焊后的机加工更方便，尺寸容易控制，因此选择四个工件为一体的整体下料。第二步、将四个工件为一体的钩爪齿部2在车床上加工到待堆焊所需尺寸，为钩爪齿部2进行堆焊作准备。第三步、堆焊钩爪齿部2 在堆焊前，对工件进行预热，预热温度> 260°C，预热时间为1. 5小时至2小时。堆焊时，工件装夹在隔热工装上，并在堆焊时进行加热保温，堆焊后将工件放在保温材料中缓冷。堆焊采用手工氧乙炔焊，氧乙炔火焰采用碳化焰，焊接位置为平焊，堆焊填充材料为钴基合金，钴基合金焊丝直径为2. 5mm至4mm。堆焊完成后形成齿部堆焊层14 (参见附图7)。第四步、加工、堆焊第一销孔3和第二销孔4:由于待堆焊销孔的深度较深，深度为 30mm至32mm，孔径本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种钩爪的制备方法，包括如下步骤：第一步、对经复验合格的材料按所需尺寸下料制成工件的坯料；第二步、将坯料的钩爪齿部加工到待堆焊所需尺寸；第三步、堆焊钩爪齿部；第四步、加工、堆焊第一销孔和第二销孔；第五步、加工堆焊后的钩爪齿部；第六步、加工钩爪背槽、加工堆焊后的第一销孔和第二销孔，以及加工钩爪齿部至最终尺寸；第七步、在磨床上对称磨钩爪两侧面至最终尺寸；第八步、加工钩爪倒角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王方，刘德明，顾善生，潘令平，任正秋，
申请(专利权)人：上海第一机床厂有限公司，
类型：发明
国别省市：31