[实用新型]一种可提高产品合格率的孔内壁耐磨层制备用棒材

说明书

本实用新型公开了一种可提高产品合格率的孔内壁耐磨层制备用棒材，包括棒材本体，所述棒材本体包括外包层及中间芯棒，所述外包层包覆于中间芯棒的外侧，且外包层整体呈圆筒状，所述外包层通过在中间芯棒上进行堆焊获得，所述外包层的材质与耐磨层的材质相同。采用本棒材实现孔内壁耐磨层加工，可有效提高产品合格率；同时本棒材的结构设计便于制备。

技术领域

本实用新型涉及零件孔加工技术领域，特别是涉及一种可提高产品合格率的孔内壁耐磨层制备用棒材。

背景技术

反应堆控制棒驱动机构(CRDM)是核电站的关键设备之一，其原理可为：通过控制电磁场的规律变化来驱使钩爪部件产生相应的动作，从而带动驱动杆部件并进而驱动控制棒组件在堆芯内上下运动，实现反应堆启停以及正常运行中调节或维持堆芯功率和事故工况下的快速停堆等一系列重要功能。

针对现役包括钩爪的核电站用CRDM，每套上均含有上下两组钩爪组，而每组钩爪组均由3套钩爪、销轴和连杆组成。钩爪是CRDM中的关键零件，钩爪的形状如图1，上面有两个直径为D的孔用于插入销轴。由于钩爪的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐高温等性能对CRDM的寿命和运行可靠性至关重要，所以对钩爪的制造要求和检验标准都非常严苛。

目前钩爪的成型工艺主要有三种：堆焊式钩爪、整体铸造式钩爪、增材法成型钩爪。其中，堆焊式钩爪是在其运动接触面上堆焊出耐磨合金层(如图1中孔内侧的堆焊层、位于钩爪外表面上的钩爪齿堆焊层)，这种钩爪综合性能好，实际应用最广，堆内运行经验也最为丰富，但现行的堆焊工艺可控性差、合格率低、生产效率低、制造成本很高。整体铸造式钩爪是用Stellite6合金整体铸成，成型工艺简单，易于批量生产，但钴合金耐冲击性能较差且整体为钴合金，增加了堆内钴元素含量。而增材法成型钩爪还处于概念阶段，技术尚未充分验证，没有实际应用的经验。

因此现役及今后新建核电站中，堆焊式钩爪仍将占绝大多数，而这种形式的钩爪制造难度最大、制造工艺合格率最低：主要原因是需要通过堆焊得到具有耐磨合金层的孔，而孔直径为D的具体数值一般为9.5mm。目前国内外现行成熟的钩爪小孔堆焊技术，诸如申请号为CN201410154226.7的专利《一种压水堆控制棒驱动机构钩爪零件底孔的成型工艺》等，都是通过手工氧乙炔焊方式将Stellite6耐磨合金焊材熔覆在预制孔内壁上，形成如图2所示的钩爪坯体。图2中，剖面线采用斜线的是钩爪的基体，材质通常为奥氏体不锈钢，剖面线为网格线的部分是耐磨合金堆焊熔覆层。但由于预制孔的孔径较小，氧乙炔堆焊操作的难度很大，同时由于钩爪耐磨堆焊层的探伤要求很高、堆焊层的硬度控制范围又窄，导致了堆焊层的最终合格率很低，这已成为CRDM制造行业中众所周知的工艺技术瓶颈。

实用新型内容

针对上述提出的现有堆焊式钩爪在制备时，存在的合格率低的技术问题，本实用新型提供了一种可提高产品合格率的孔内壁耐磨层制备用棒材。采用本棒材实现孔内壁耐磨层加工，可有效提高产品合格率；同时本棒材的结构设计便于制备。

针对上述问题，本实用新型提供的一种可提高产品合格率的孔内壁耐磨层制备用棒材通过以下技术要点来解决问题：一种可提高产品合格率的孔内壁耐磨层制备用棒材，包括棒材本体，所述棒材本体包括外包层及中间芯棒，所述外包层包覆于中间芯棒的外侧，且外包层整体呈圆筒状，所述外包层通过在中间芯棒上进行堆焊获得，所述外包层的材质与耐磨层的材质相同。

本棒材在具体运用时，用于在对应零件上制备具有内壁耐磨层的孔，如：最终在零件上获得内径为D、具有孔壁耐磨层的孔，可设置为包括以下步骤：

S1、在零件上钻制内径为D1的预制孔，所述D1＞D；获得本棒材，本棒材上外包层的外径小于D1且大于D，中间芯棒的外径小于或等于D；

S2、将本棒材嵌入所述预制孔中，通过填充焊或自熔焊，填补本棒材与预制孔之间的间隙；

S3、在本棒材上获得孔径为D的孔，且外包层为所述孔径为D的孔提供全部孔壁，外包层材料作为所述耐磨层材料。