[发明专利]一种核用内变径导向管同轴度测规的加工方法

说明书

本发明公开了一种核用内变径导向管同轴度测规的加工方法，包括：选材、锯切、扒皮、球化退火处理、无损检测、车削、调质热处理、矫直、荧光检测及车削、磨削和研磨。本发明通过选材、锯切、扒皮、球化退火处理、无损检测、车削、调质热处理、矫直、荧光检测及车削、磨削和研磨处理得到的同轴度测规，测量精度高，与核用导向管适配性强，满足了核用高精度检测需求，同时避免了破坏性抽检方案，检测覆盖面更广，通过球化退火处理便于车削加工，提高车削加工精度，同时，通过调质热处理，提高棒材硬度和耐磨性，便于后续磨削和研磨加工，使得研磨精度更高、研磨后的棒材表面粗糙度更低。

技术领域

本发明涉及一种核用内变径导向管同轴度测规的加工方法，属于核用导向管检测技术领域。

背景技术

锆合金作为一种重要的战略材料，广泛应用于水冷动力堆的堆芯材料中，锆合金导向管作为核反应燃料堆组件中的重要组成部分，它既有骨架支撑功能，同时又为控制棒提供了导向、减速和缓冲作用。因此，导向管的几何尺寸精度对反应堆的安全可靠性有着至关重要的作用。

常见的核燃料组件导向管从结构形式上大体分为两类：一种是壁厚不变，内径、外径同时呈阶梯状变化的，如AFA2G组件用导向管；另一种是外径保持不变而内径发生变化，如AFA3G组件用Monobloc TM导向管。对外径不变、内径变化类型的导向管，其在制备过程中需要对管材同轴度进行准确测量，但是，现有常用的三坐标测量仪等设备无法进行过渡区的在线精确测量，一般只能采取破坏性抽检的方式进行测量，这种破坏性抽检既存在测量精度低，检测效果差的问题，又无法全面覆盖所有成品，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种核用内变径导向管同轴度测规的加工方法，该加工方法加工的同轴度测规解决了现有技术中破坏性抽检覆盖范围小、精度低的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：所述同轴度测规由手柄、第一圆柱段、圆锥过渡段和第二圆柱段组成，所述第一圆柱段直径大于第二圆柱段直径，所述圆锥过渡段与导向管变径过渡区的设计角度一致；包括以下步骤：

S1：选择直径大于导向管最大内径1mm的热轧棒材；

S2：锯切上述热轧棒材，使其长度比导向管对应于第一圆柱段及圆锥过渡段部分的长度至少大100mm；

S3：将S2锯切棒材置于车床上扒皮，扒皮后得到光亮棒材，扒皮去除量为0.1mm～0.3mm；

S4：将光亮棒材放入退火炉中，棒材在750～790℃下保温2～3h，在770～810℃下保温4～5h，冷却到700～740℃后保温2～3h，冷却至室温，其中，冷却速度小于20℃/h；

S5：对退火后的棒材超声探伤；

S6：选择无超声缺陷棒材进行车削加工，车削至棒材直径比导向管对应于第一圆柱段部分的内径大0.5～0.6mm；

S7：将S6中车削后的棒材淬火，淬火温度为830～870℃，并保温50～80min，出炉油冷至室温，再回火处理，回火温度为150～200℃，并保温2～3h，出炉后空冷；

S8：将S7调质热处理后的棒材进行矫直，矫直至棒材直线度不大于0.1/1000mm；

S9：采用荧光磁粉探伤，对无缺陷的棒材再次车削，车削出第一圆柱段、圆锥过渡段和第二圆柱段，车削后的第一圆柱段、圆锥过渡段和第二圆柱段较导向管对应段内径大0.1～0.15mm；

S10：对棒材进行磨削和研磨，直至第一圆柱段、圆锥过渡段和第二圆柱段直径比导向管对应段内径不大于0.01mm，表面粗糙度Ra不大于0.05μm，得到同轴度测规。

进一步地，所述圆锥过渡段的圆锥顶角为5°～30°，长度为3mm～30mm。

进一步地，步骤S5中，探头为15MHz线聚焦或点聚焦。