專(zhuān)利名稱(chēng):一種球體材料專(zhuān)用取樣刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球體材料專(zhuān)用取樣刀具，特別涉及一種用于測(cè)量高溫氣冷堆球形燃料元件基體石墨球熱性能的專(zhuān)用取樣刀具。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)球床式高溫氣冷堆所使用的球形燃料元件直徑為60mm，結(jié)構(gòu)為球形包覆顆粒(TRISO)彌散在燃料區(qū)的石墨基體中。作為燃料元件的結(jié)構(gòu)材料，基體石墨使包覆燃料顆粒獲得熱工水力學(xué)條件，包括將熱量傳給冷卻劑氦氣。并作為慢化材料，對(duì)快中子有足夠的慢化能力。同時(shí)還具有一定的滯留裂變產(chǎn)物的能力。
高溫氣冷堆球形燃料元件基體石墨材料的熱導(dǎo)率和熱膨脹各向異性度是兩項(xiàng)非常重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，必須準(zhǔn)確測(cè)量和嚴(yán)格控制。所用熱導(dǎo)率測(cè)試的試樣直徑一般為8-13mm 左右,厚2_4mm,所用熱膨脹系數(shù)測(cè)試的試樣直徑一般為4_8_左右,長(zhǎng)度20-50mm,均需要在同一個(gè)石墨球體的平行和垂直于壓制方向上分別取樣。而且，球形燃料兀件生產(chǎn)中有大量基體石墨球樣品，要求快速制樣并測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種球體材料專(zhuān)用取樣刀具，以克服現(xiàn)有的球形燃料元件基體石墨球熱性能測(cè)試中取樣方法存在的制樣過(guò)程煩瑣，加工時(shí)間長(zhǎng)、人工投入多，工作量大等缺點(diǎn)。
(二)技術(shù)方案
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種球體材料專(zhuān)用取樣刀具，其包括夾持部、頸部和切削刀片三個(gè)部分，其中，所述刀具夾持部和頸部由同一原料一體加工而成；每個(gè)刀具焊接多個(gè)切削刀片，切削刀片與頸部的切面存在一定夾角；并且所述取樣刀具具有一個(gè)中心通孔，多個(gè)切削刀片的刀刃面相對(duì)于該中心通孔對(duì)稱(chēng)地排列。
其中，所述頸部取樣腔內(nèi)部尺寸比樣品尺寸大O. 2_2mm。。
其中，所述刀具夾持部厚度為3-7mm，頸部厚度為2_5mm，保證鉆削時(shí)的強(qiáng)度和剛度。
其中，所述頸部分布若干個(gè)排屑孔，用于石墨粉塵的順利排出。
其中，所述切削刀片一個(gè)刀刃部包括一個(gè)切削刃和一個(gè)附屬的排屑面。
其中，所述切削刀片與頸部的切面的夾角為5-20°。
其中，所述刀具材料為工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷或超硬材料。
(三)有益效果
本發(fā)明提供的一種專(zhuān)用取樣刀具，具有以下優(yōu)點(diǎn)
(I)與小型鉆床、切割機(jī)聯(lián)合使用，設(shè)備成本較低；
(2)操作簡(jiǎn)單，可以精確方便切削出預(yù)定規(guī)格的實(shí)驗(yàn)樣品；[0018](3)省時(shí)省力、制樣效率高。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例石墨球熱性能專(zhuān)用取樣刀具的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例專(zhuān)用取樣刀具包括夾持部I、頸部2和切削刀片3三個(gè)部分。頸部2上還分布3-8個(gè)排屑孔4，用于石墨粉塵的順利排出。刀具夾持部I和頸部 2由同一原料一體加工而成的。每個(gè)刀具焊接多個(gè)切削刀片3，切削刀片3與頸部2的切面存在一定夾角。并且取樣刀具具有一個(gè)中心通孔，多個(gè)切削刀片3的刀刃面相對(duì)于該孔對(duì)稱(chēng)地排列。所述頸部取樣腔內(nèi)部尺寸比樣品尺寸稍大、避免取樣過(guò)程中樣品因擠壓受力而折斷，同時(shí)防止石墨粉塵的堆積。所述頸部2分布若干個(gè)排屑孔4，用于石墨粉塵的順利排出。切削刀片一個(gè)刀刃部包括一個(gè)切削刃和一個(gè)附屬的排屑面。刀具材料可以是工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷和超硬材料等。
本發(fā)明中的待制樣的對(duì)象可以為球形燃料元件基體石墨球，也可以為陶瓷球或其他無(wú)機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料等壓制成的球體或非球形的塊體元件等，其大小應(yīng)足夠獲得待測(cè)熱性能所需的樣品尺寸。
下面具體以球形燃料元件基體石墨球?yàn)槔f(shuō)明其測(cè)量熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)樣品的制樣方法，其步驟如下
(I)將特定尺寸的球體材料專(zhuān)用取樣刀具安裝到鉆床上；
(2)將基體石墨球赤道面水平放置于鉆床夾具上；
(3)啟動(dòng)鉆床,取樣刀具按一定轉(zhuǎn)速在特定位置鉆入石墨球直至從球體下端露出，一個(gè)完整的石墨柱被取出；
(4)將基體石墨球赤道面豎直放置于鉆床夾具上；
(5)重復(fù)步驟3;
(6)取樣完畢后,將所取樣品夾于小型臺(tái)式切割機(jī)上；
(7)將石墨柱切割成特定厚度的片狀樣品用作熱導(dǎo)測(cè)試；
(8)重復(fù)步驟1-7，將石墨柱兩端切平，獲得特定長(zhǎng)度的柱狀樣品用作熱膨脹系數(shù)測(cè)試。
以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求
限定。
權(quán)利要求
1.一種球體材料專(zhuān)用取樣刀具，其包括夾持部、頸部和切削刀片三個(gè)部分，其特征在于，所述刀具夾持部和頸部由同一原料一體加工而成；每個(gè)刀具焊接多個(gè)切削刀片，切削刀片與頸部的切面存在一定夾角；并且所述取樣刀具具有一個(gè)中心通孔，多個(gè)切削刀片的刀刃面相對(duì)于該中心通孔對(duì)稱(chēng)地排列。
2.如權(quán)利要求
I所述的專(zhuān)用取樣刀具，其特征在于，所述頸部取樣腔內(nèi)部尺寸比樣品尺寸大0. 2-2_。
3.如權(quán)利要求
I所述的專(zhuān)用取樣刀具，其特征在于，所述刀具夾持部厚度為3-7mm，頸部厚度為2-5mm。
4.如權(quán)利要求
I所述的專(zhuān)用取樣刀具，其特征在于，所述頸部分布若干個(gè)排屑孔，用于石墨粉塵的順利排出。
5.如權(quán)利要求
I所述的專(zhuān)用取樣刀具，其特征在于，所述切削刀片一個(gè)刀刃部包括一個(gè)切削刃和一個(gè)附屬的排屑面。
6.如權(quán)利要求
I所述的專(zhuān)用取樣刀具，其特征在于，所述切削刀片與頸部的切面的夾角為5-20°。
7.如權(quán)利要求
I至4中任意一項(xiàng)所述的專(zhuān)用取樣刀具，其特征在于，所述刀具材料為工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷或超硬材料。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種球體材料專(zhuān)用取樣刀具，特別涉及一種用于測(cè)量高溫氣冷堆球形燃料元件基體石墨球熱性能的專(zhuān)用取樣刀具。一種球體材料專(zhuān)用取樣刀具，其包括夾持部、頸部和切削刀片三個(gè)部分，其中，所述刀具夾持部和頸部由同一原料一體加工而成；每個(gè)刀具焊接多個(gè)切削刀片，切削刀片與頸部的切面存在一定夾角；并且所述取樣刀具具有一個(gè)中心通孔，多個(gè)切削刀片的刀刃面相對(duì)于該中心通孔對(duì)稱(chēng)地排列。上述取樣刀具具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)與小型鉆床、切割機(jī)聯(lián)合使用，設(shè)備成本較低；(2)操作簡(jiǎn)單，可以精確方便切削出預(yù)定規(guī)格的實(shí)驗(yàn)樣品；(3)省時(shí)省力、制樣效率高。
文檔編號(hào)G21C17/06GKCN102809495SQ201210272812
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年8月1日
發(fā)明者張凱紅, 趙宏生, 李自強(qiáng), 劉小雪, 唐春和 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan