[发明专利]一种U-Mo-Zr合金的制备方法

权利要求书

1.一种U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）石墨坩埚一次合金化

按照待制备铀钼锆合金的配比分别称取铀、钼、锆，将称取的铀金属、钼原料装入真空感应熔炼炉中的石墨坩埚内，合炉抽真空后送电熔炼，待料完全熔化后保温，保温结束后，停电并随炉冷却至室温，出炉后去除石墨坩埚，得到铀钼一次合金锭；其中，将称取的铀金属、钼原料装入真空感应熔炼炉中的石墨坩埚内时，先将钼原料放入石墨坩埚内，再将石墨筛板、铀金属置于钼原料上方，所述钼原料位于石墨筛板下方；

（2）石墨筛板漏锭

将铀钼一次合金锭放入真空感应熔炼炉中的石墨筛板上，在石墨筛板下方设置漏锭模具，在真空条件下开启电源，使石墨筛板上的铀钼一次合金锭逐渐熔化，金属液顺着石墨筛板上的筛孔流入下方的漏锭模具中凝固成型，待铀钼一次合金锭全部熔化后，关闭电源，随炉冷却至室温，出炉后去除模具，得到铀钼合金漏锭；

（3）陶瓷坩埚二次合金化

按照待制备铀钼锆合金的配比，将称取的锆原料放入真空感应熔炼炉中的陶瓷坩埚下部，并将铀钼合金漏锭置于锆原料上方，合炉抽真空后送电熔炼，待料完全熔化后进行保温，再采用倾转浇注方式将金属液注入第二模具中，停电随炉冷却，出炉后去除第二模具，获得铀钼锆合金锭。

2.根据权利要求1所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述铀金属为低碳铀，所述钼原料、锆原料的纯度大于99.9%。

3.根据权利要求1所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述石墨坩埚的内表面、石墨筛板的外表面和筛孔上分别设置有锆酸钙涂层，该锆酸钙涂层的厚度为0.05mm-0.15mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述石墨筛板厚度为6-12mm，所述石墨筛板的筛孔直径为3-8mm，石墨筛板上相邻筛孔的中心线之间的距离为筛孔直径的1.8-3.2倍。

5.根据权利要求4所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的石墨筛板的内径是铀钼一次合金锭外径的1.2-1.5倍。

6.根据权利要求1或2或3或5任一项所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，按照待制备铀钼锆合金的配比分别称取铀、钼、锆，配料时将所需铀钼锆合金锭中的钼元素占比上调0.2-0.5wt.%，并将所需铀钼锆合金锭中的锆元素占比上调0.1-0.3wt.%。

7.根据权利要求4项所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，按照待制备铀钼锆合金的配比分别称取铀、钼、锆，配料时将所需铀钼锆合金锭中的钼元素占比上调0.2-0.5wt.%，并将所需铀钼锆合金锭中的锆元素占比上调0.1-0.3wt.%。

8.根据权利要求1所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，将称取的铀金属、钼原料装入真空感应熔炼炉中的石墨坩埚内，装料量应与石墨坩埚容积匹配，使料完全熔化后熔体液面高于石墨筛板上表面5-20mm，合炉抽真空至压力优于5*10^-2Pa后送电熔炼，待料完全熔化后在1450-1550℃保温25-45min，然后以8-15℃/min速度降温至1200℃后停电，并随炉冷却至室温，出炉后去除石墨坩埚，得到铀钼一次合金锭。

9.根据权利要求1所述U-Mo-Zr合金的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，合炉抽真空至5*10^-2Pa后开启电源，使石墨筛板上的铀钼一次合金锭逐渐熔化，金属液顺着石墨筛板上的筛孔流入下方的漏锭模具中凝固成型，待铀钼一次合金锭全部熔化后，关闭电源，随炉冷却至室温，出炉后去除模具，得到铀钼合金漏锭；控制送电功率在铀钼一次合金锭熔化前使所述漏锭模具温度达到650℃以上。