備出滿足研宄堆燃料元件技術(shù)要求的U-Mo合金彌散燃料板，其中鈾均勻性遠遠優(yōu)于技術(shù)指標。
[0047]實施例2
在實施例1的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還包括布料步驟，該布料步驟即將混合后的物料投入到成型模具中，其具體操作，如圖2、圖3、圖4所示，該步驟采用特殊的布料裝置，其布料裝置的結(jié)構(gòu)為:包括固定臺1、與固定臺上表面齊平的布料臺2，布料臺開有插入孔5，插入孔5內(nèi)插入有螺栓3，螺栓3的外徑套設(shè)有限位螺母4，限位螺母4位于布料臺2下方，還包括成型模具6，成型模具6的模腔內(nèi)設(shè)置有可以上下活動的下模7，螺栓3插入到模腔內(nèi)并與下模7頂壓連接。上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理為:在固定臺I (也即鑄造臺)相鄰位置設(shè)置與固定臺上表面齊平的布料臺2，這樣在布料完成后的成型模具6開有直接平移到固定臺1，保證成型模具6內(nèi)的混合粉不會發(fā)生重力落差現(xiàn)象。由于成型模具6為底部設(shè)置有下模、上方設(shè)置有上模的中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的模腔具備一定的深度，要使得混合粉放置到模腔內(nèi)，采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和方法必然是以傾倒的方式將混合粉放置到模腔內(nèi)，這就會造成重力落差現(xiàn)象，使得原本混合均勻的混合粉進入模腔后重新分布不均勻，因此，本發(fā)明的布料臺設(shè)置有由螺栓3、限位螺母4構(gòu)成的重力落差克服結(jié)構(gòu)，同時將下模設(shè)置成可以上下活動的活動下模，這樣我們通過螺栓3頂壓下模，讓下模到達預(yù)定位置后，再以零間隙的方式將混料容器內(nèi)的混合粉放置到下模上，然后旋轉(zhuǎn)螺栓3，使得下模緩慢移動到布料臺表面上，完成混合粉的入料操作，最后蓋上上模，完成整個成型模具6的平移操作，將成型模具6水平移動到固定臺I上，啟動壓機進行芯坯壓制。該裝置采用插入旋頂式結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠有效消除布料高度落差。
[0048]優(yōu)選的，為了增加下模在移動構(gòu)成的穩(wěn)定性，所述螺栓3為錐角螺栓，螺栓3位于布料臺2上方的一端為圓錐形端。所述下模7面向螺栓3的一面設(shè)置有錐形盲孔，螺栓(3)的圓錐形端插入到錐形盲孔內(nèi)。
[0049]布料步驟的具體步驟如下:
(1)、組裝步驟:根據(jù)燃料芯坯高度預(yù)先設(shè)定好限位螺母在螺桿上的位置，將成型模具6放置到布料臺，旋轉(zhuǎn)螺栓3，使得螺栓3與下模7頂壓連接，同時繼續(xù)頂高下模7，直至限位螺母與布料臺貼緊；
(2)、入料步驟:將混料容器的杯口貼著下模的上表面，將混合粉從左至右倒在下模7的上表面上，再采用刮料刀將混合粉刮平，隨后旋轉(zhuǎn)螺桿將下模輕輕旋低至貼緊布料臺，將成型模具的上模放入模腔中；
(3)、平移成型模具，將裝有混合粉的成型模具從布料臺平移至固定臺。
[0050]優(yōu)選的，采用刮料刀將混合粉刮平的次數(shù)控制在2次以內(nèi)。
[0051]所述混合粉為燃料相密度與基體材料密度差異較大的混合粉。例如:所述混合粉為鈾鉬合金粉和鋁硅合金粉的混合粉。又例如:所述混合粉為鈾鉬合金粉和鋁粉的混合粉。又例如:所述混合粉為U3Si2合金粉和鋁粉的混合粉。
[0052]根據(jù)上裝置結(jié)構(gòu)和上述方法，采用芯體鈾密度高達6.5gU/cm3的(U-Mo) -Al彌散燃料芯坯作為實施例。在成型手套箱內(nèi)將成型模具的各個部件清洗干凈后放置在布料臺上，移動成型模具使下模的錐形盲孔與布料臺的插入孔重合，根據(jù)(U-Mo) -Al燃料芯坯高度預(yù)先設(shè)定好限位螺母在螺桿的位置，將螺桿通過布料臺的插入孔進入下模的錐形盲孔中；旋轉(zhuǎn)螺桿將成型模具模腔內(nèi)的下模頂高，直至限位螺母與布料臺貼緊；然后將混料容器的杯口貼近下模的上表面，以消除倒料時的高度落差，將U-Mo/Al混合粉從左至右倒入模腔內(nèi)，再采用刮料刀將混合粉刮平，盡量將刮料次數(shù)控制在2次以內(nèi)；隨后旋轉(zhuǎn)螺桿將下模輕輕旋低至貼緊布料臺，將成型模具的上模放入模腔中。最后將裝有U-Mo/Al混合粉的成型模具從布料臺平移至固定臺，使成型模具的上模對準壓機壓頭中心，啟動壓機將其壓制成燃料芯坯。將(U-Mo)-Al彌散芯坯與Al框架組裝，軋制成最終的(U-Mo)-Al彌散燃料板。采用γ射線吸收法對(U-Mo)-Al彌散燃料板的鈾均勻性進行了檢測，檢測結(jié)果表明均勻區(qū)鈾均勻性可達±12%以內(nèi)，滿足不超過±20%的技術(shù)要求，說明采用本布料裝置制備的(U-Mo) -Al彌散芯坯對改善燃料板鈾均勻性的效果很好。
[0053]上述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非對本發(fā)明保護范圍的限制，但凡采用本發(fā)明的設(shè)計原理，以及在此基礎(chǔ)上進行非創(chuàng)造性勞動而作出的變化，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:包括以下步驟: A、配料步驟:取鈾鉬合金粉、鋁硅合金粉備用； B、混料步驟:將鈾鉬合金粉、鋁硅合金粉投入到三維混料機中進行三維混料操作； C、芯坯成型步驟:采用將混合后的物料投入到削角成型模具中，制備出削角形狀的燃料芯坯； D、芯坯除氣步驟:將削角形狀的燃料芯坯在真空狀態(tài)中進行熱處理除氣后得到彌散芯坯； E、組坯步驟框架和蓋板進行機械加工后，進行表面處理，同時將彌散芯坯設(shè)置在Al框架中，采用蓋板組裝后焊接密封，形成軋制坯； F、軋制步驟:將軋制坯加熱進行熱軋?zhí)幚沓蓮浬⑷剂习?，熱軋完的彌散燃料板進行起泡退火試驗，對沒有鼓泡的彌散燃料板進行冷軋，使彌散燃料板達到預(yù)定尺寸，最后進行矯直，形成鈾鉬合金彌散燃料板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:鈾鉬合金粉的粒度控制在44 μ m?125 μ m。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:小于44μπι的鈾鉬合金粉的質(zhì)量分數(shù)不超過5%，大于125 μ m的鈾鉬合金粉的質(zhì)量分數(shù)不超過5%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:鋁硅合金粉中硅的質(zhì)量分數(shù)為2%?6%，鋁硅合金粉的粒度小于或等于74 μπι。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:小于或等于44 μπι的鋁硅合金粉的質(zhì)量分數(shù)占80%以上。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:混料步驟的工藝參數(shù)為:三維混料機工作頻率為10?30Hz，混料機主軸轉(zhuǎn)速為2 r/ min?6r/min，混料時間為 60 min ?120min。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:制備燃料芯坯的具體方法是:采用液壓機將削角成型模具中的混合物料壓制成燃料芯坯，其壓制壓力為500MPa?750Mpa，保壓時間為10?20s，。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，其特征在于:軋制步驟中熱軋軋制坯的具體工藝是:采用多道次中等變形量的均勻熱軋技術(shù)軋制成彌散燃料板，軋制溫度為480°C?520°C，軋制道次為6?8道，前三道軋制每道變形量為25%?28%。
【專利摘要】本發(fā)明公開的是鈾鉬合金彌散燃料板制備方法，包括以下步驟：A、配料步驟：取鈾鉬合金粉、鋁硅合金粉備用；B、混料步驟：將鈾鉬合金粉、鋁硅合金粉投入到三維混料機中進行三維混料操作；C、芯坯成型步驟：將混合后的物料投入到削角成型模具中，采用液壓機壓制出削角形狀的燃料芯坯；D、芯坯除氣步驟：將削角形狀的燃料芯坯在真空狀態(tài)中進行熱處理除氣后得到彌散芯坯；E、組坯步驟：將Al框架和蓋板進行機械加工后，進行表面處理，同時將彌散芯坯設(shè)置在Al框架中，采用蓋板組裝后焊接密封，形成軋制坯；F、軋制步驟：將軋制坯加熱進行熱軋?zhí)幚沓蓮浬⑷剂习澹瑹彳埻甑膹浬⑷剂习暹M行起泡退火試驗，對沒有鼓泡的彌散燃料板進行冷軋。
【IPC分類】G21C21/02
【公開號】CN104952500
【申請?zhí)枴緾N201510398046
【發(fā)明人】陳建剛, 尹昌耕, 孫長龍, 李傳鋒, 蔣明忠, 劉云明, 王錄全
【申請人】中國核動力研究設(shè)計院
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年7月9日