[实用新型]一种用于控制棒驱动机构上钩爪制造的板材

说明书

本实用新型公开了一种用于控制棒驱动机构上钩爪制造的板材，所述板材包括基体块，还包括焊接块，所述焊接块用于通过焊接的方式连接于基体块上。所述制造方法包括齿形制备工序，所述齿形制备工序为：通过在基体块上获得加工齿形用的母材后，再对母材进行加工获得所需齿形，所述母材的原料为材质为耐磨材料且呈块状的焊接块，且所述焊接块通过焊接连接于基体块上。采用本方案提供的板材及制造方法生产控制棒驱动机构钩爪，通过控制焊接熔合线附近出现的晶间腐蚀倾向，可达到保证基体与耐磨层之间的焊接质量，提高钩爪的整体质量，消除安全隐患，从而使得CRDM的可靠性和寿命得到有效保障。

技术领域

本实用新型涉及核反应堆控制棒驱动机构零部件技术领域，特别是涉及一种用于控制棒驱动机构上钩爪制造的板材。

背景技术

压水堆控制棒驱动机构(CRDM)是核电站关键设备之一，其原理是通过控制电磁场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反应堆堆芯内上下运动，实现反应堆启停、调节或维持堆芯功率以及事故工况下快速停堆等一系列重要功能。

现役的压水堆核电站用CRDM，每套均含有6个独立的钩爪。钩爪是CRDM中的最为关键的零件，钩爪上有单个或是双个齿形的部分，需要具备耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐高温等性能，这对CRDM的寿命和运行可靠性都至关重要，所以对钩爪齿形部分的制造要求和检验标准都非常严苛。

目前现役的压水堆核电站中，CRDM钩爪的齿形部分绝大多数是采用在奥氏体不锈钢的基体材料上直接堆焊Stellite6合金的方式，这类技术操作简便、工艺成熟，使用广泛。当前中国90％的核电用钩爪都是采用这类工艺，即通过手工氧乙炔焊方式将Stellite6耐磨合金焊材熔覆在钩爪的预制部分，形成钩爪齿形部分的胚体，而后通过后续的成型加工，得到钩爪上所需的齿形。

进一步优化核反应堆控制棒驱动机构钩爪的制备工艺，以保证钩爪的制造质量和使用寿命，是本领域技术人员优化钩爪制造技术的重要方向。

实用新型内容

针对上述进一步优化核反应堆控制棒驱动机构钩爪的制备工艺，以保证钩爪的制造质量和使用寿命，是本领域技术人员优化钩爪制造技术的重要方向的技术问题，本实用新型提供了一种用于控制棒驱动机构上钩爪制造的板材。采用本方案提供的板材及制造方法生产控制棒驱动机构钩爪，通过控制焊接熔合线附近出现的晶间腐蚀倾向，可达到保证基体与耐磨层之间的焊接质量，提高钩爪的整体质量，消除安全隐患，从而使得CRDM的可靠性和寿命得到有效保障。

针对上述问题，本实用新型提供的一种用于控制棒驱动机构上钩爪制造的板材通过以下技术要点来解决问题：一种用于控制棒驱动机构上钩爪制造的板材，所述板材包括作为钩爪基体的基体块，还包括材质为耐磨材料且呈块状的焊接块，所述焊接块用于通过焊接的方式连接于基体块上，且在完成所述焊接后，所述焊接块作为后续加工钩爪上齿形的母材。

现有控制棒驱动机构制造过程中，基体材料一般为奥氏体不锈钢，关于获取到钩爪上的齿形，现有技术一般通过在钩爪基体上通过堆焊的方式获得耐磨合金层，而后再在耐磨合金层上加工出所需要的齿形。以堆焊层材质为Stellite合金为例，钩爪在堆焊Stellite合金的过程中，由于持续的热输入和热输入时间较长(堆焊时间在1.5小时以上)，使得基体温度较高(在450℃以上)，基体通常采用的奥氏体不锈钢材料长时间处于奥氏体不锈钢的敏化温度区域，使得基体本身不可避免地出现碳化物在晶界析出，致使在焊接熔合线位置附近的渗碳层存在明显的晶间腐蚀倾向，故目前国内外堆焊类的钩爪产品均存在堆焊层与母材交界处附近存在晶间腐蚀倾向，具体一个实施例的金相图如图1所示。

而在控制棒驱动机构服役期间，钩爪上的齿形部分在60年寿期内至少需要承受600万次以上的强力冲击与磨损，所以焊接熔合线附近存在的晶间腐蚀倾向，将实质性影响钩爪的质量与寿命。