CN109590436A - 一种核燃料管座精密铸模及铸造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核燃料元件铸造技术领域，具体公开了一种核燃料管座精密铸模及铸造方法，铸模包括浇口杯、十字浇道、盘型浇道、锥柱型浇道、竖浇道、管座模和梯形浇道；铸造方法包括以下步骤：步骤一：制得蜡模树组；步骤二：制得空腔型壳；步骤三：浇铸管座。本发明能够满足管座精密铸造质量要求，铸出的铸件内部无裂纹、缩松及缩孔缺陷，表面无冷隔、缺肉、浇不足等缺陷。

Description

一种核燃料管座精密铸模及铸造方法

技术领域

本发明属于核燃料元件铸造技术领域，具体涉及一种核燃料管座精密铸模及铸造方法。

背景技术

核燃料元件管座的传统制造方式为机械加工，这种制造方式材料成本高，制造难度大，加工效率低，不适合管座的批量生产。

而精密铸造作为一种近净成型技术，加工得到的铸件尺寸精准，表面光洁度好，应用于管座这类复杂薄壁铸件的生产必然能满足质量要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核燃料管座精密铸模及铸造方法，以满足管座铸件的质量要求。

本发明的技术方案如下：

一种核燃料管座精密铸模，用于精密铸造燃料组件管座，包括浇口杯、十字浇道、盘型浇道、锥柱型浇道、竖浇道、管座模、梯形浇道；

所述的管座模为框架型多孔结构，与待铸的燃料组件管座结构相同；在管座模流水板的上部分布有流水孔；

所述的浇口杯为倒圆锥台型，起浇口与冒口的作用；

所述的十字浇道为十字形对称结构，起分流金属液、减少紊流的作用；

所述浇口杯的底部与十字浇道的上端面相接；

所述的盘型浇道为圆角方形盘状结构，起补缩作用，能够保证锥柱型浇道具有良好的补缩性；

所述的锥柱型浇道作为内浇口对管座模的流水孔位置进行充型与补缩，锥柱型浇道的小端向下与管座模连接，锥柱型浇道的大端向上与盘型浇道的下端面连接；

所述的竖浇道为异型结构，起分流金属液、阻止紊流产生的作用；

所述的梯形浇道为阶梯状结构，起到充型和补缩作用，保证管座模内框的厚大位置不产生内部缺陷；

所述的竖浇道通过上部的侧向方块与盘型浇道相接，竖浇道的上端面与十字浇道的下端面相接，竖浇道的下部内侧与梯形浇道的一侧相接，梯形浇道的另一侧与管座模的侧板和内框外侧相接。

所述的锥柱型浇道与管座模上的流水孔数量相同，位置对应。

所述浇口杯的回转中心线与十字浇道的中心线重合。

一种采用所述铸模的核燃料管座精密铸造方法，包括以下步骤：

步骤一：使用压蜡设备压制出浇口杯、十字浇道、盘型浇道、锥柱型浇道、竖浇道、管座模、梯形浇道的蜡模，使用粘接蜡料将各部分进行粘接，获得蜡模树组；

步骤二：在蜡模树组表面涂覆多层耐火材料，待其干燥硬化后，脱去蜡质材料，获得内腔尺寸与蜡模树组一致的空腔型壳；

步骤三：将不锈钢溶液浇入型壳，待冷却清壳，获得管座铸件。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明能够满足管座精密铸造质量要求，铸出的铸件内部无裂纹、缩松及缩孔缺陷，表面无冷隔、缺肉、浇不足等缺陷。

(2)本发明能够在满足管座精密铸造质量要求的同时，减少生产材料成本，提高生产效率。

附图说明

图1为管座铸模结构示意图；

图2为浇口杯和十字浇道结构主剖视图；

图3为浇口杯和十字浇道结构俯视图；

图4为盘型浇道与锥柱形浇道俯视图；

图5为盘型浇道与锥柱形浇道主视图；

图6为盘型浇道与锥柱形浇道仰视图；

图7为竖浇道与梯形浇道主视图；

图8为竖浇道与梯形浇道右视图；

图9为竖浇道与梯形浇道俯视图。

图中：1.浇口杯；2.十字浇道；3.盘型浇道；4.锥柱型浇道；5.竖浇道；6.管座模；7.梯形浇道。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示的一种核燃料管座精密铸模，包括浇口杯1、十字浇道2、盘型浇道3、锥柱型浇道4、竖浇道5、管座模6、梯形浇道7。

所述的管座模6为框架型多孔结构，与待铸的燃料组件管座结构相同。在管座模6流水板的上部分布有25处流水孔，分别与锥柱型浇道4连接；管座模6的侧板和内框外侧与梯形浇道7相接。

如图2～3所示，所述的浇口杯1为倒圆锥台型，起浇口与冒口的作用。所述的十字浇道2为十字形对称结构，起分流金属液、减少紊流的作用。所述浇口杯1的底部与十字浇道2的上端面相接，浇口杯1的回转中心线与十字浇道2的中心线重合。

如图4～6所示，所述的盘型浇道3为圆角方形盘状结构，起补缩作用，能够保证锥柱型浇道4具有良好的补缩性。所述的锥柱型浇道4作为内浇口对管座模6的流水孔位置进行充型与补缩，25支锥柱型浇道4的小端向下与管座模6连接，位置与管座模6的导向管孔位置相对应，25支锥柱型浇道4的大端向上与盘型浇道3的下端面连接。

如图7～9所示，所述的竖浇道5为异型结构，起分流金属液、阻止紊流产生的作用。所述的梯形浇道7为阶梯状结构，起到充型和补缩作用，保证管座模6内框的厚大位置不产生内部缺陷。所述的竖浇道5通过上部的侧向方块与盘型浇道3相接，竖浇道5的上端面与十字浇道2的下端面相接，竖浇道5的下部内侧与梯形浇道7的一侧相接，梯形浇道7的另一侧与管座模6相接。

一种核燃料管座精密铸造方法，采用上述精密铸模进行铸造，包括以下步骤：

步骤一：使用压蜡设备压制出浇口杯1、十字浇道2、盘型浇道3、锥柱型浇道4、竖浇道5、管座模6、梯形浇道7的蜡模，使用粘接蜡料将各部分进行粘接，获得蜡模树组；

步骤二：在蜡模树组表面涂覆多层耐火材料，待其干燥硬化后，脱去蜡质材料，获得内腔尺寸与蜡模树组一致的空腔型壳；

步骤三：将不锈钢溶液浇入型壳，待冷却清壳，获得管座铸件。

Claims (4)

1.一种核燃料管座精密铸模，用于精密铸造燃料组件管座，其特征在于：包括浇口杯(1)、十字浇道(2)、盘型浇道(3)、锥柱型浇道(4)、竖浇道(5)、管座模(6)、梯形浇道(7)；

所述的管座模(6)为框架型多孔结构，与待铸的燃料组件管座结构相同；在管座模(6)流水板的上部分布有流水孔；

所述的浇口杯(1)为倒圆锥台型，起浇口与冒口的作用；

所述的十字浇道(2)为十字形对称结构，起分流金属液、减少紊流的作用；

所述浇口杯(1)的底部与十字浇道(2)的上端面相接；

所述的盘型浇道(3)为圆角方形盘状结构，起补缩作用，能够保证锥柱型浇道(4)具有良好的补缩性；

所述的锥柱型浇道(4)作为内浇口对管座模(6)的流水孔位置进行充型与补缩，锥柱型浇道(4)的小端向下与管座模(6)连接，锥柱型浇道(4)的大端向上与盘型浇道(3)的下端面连接；

所述的竖浇道(5)为异型结构，起分流金属液、阻止紊流产生的作用；

所述的梯形浇道(7)为阶梯状结构，起到充型和补缩作用，保证管座模(6)内框的厚大位置不产生内部缺陷；

所述的竖浇道(5)通过上部的侧向方块与盘型浇道(3)相接，竖浇道(5)的上端面与十字浇道(2)的下端面相接，竖浇道(5)的下部内侧与梯形浇道(7)的一侧相接，梯形浇道(7)的另一侧与管座模(6)的侧板和内框外侧相接。

2.如权利要求1所述的一种核燃料管座精密铸模，其特征在于：所述的锥柱型浇道(4)与管座模(6)上的流水孔数量相同，位置对应。

3.如权利要求2所述的一种核燃料管座精密铸模，其特征在于：所述浇口杯(1)的回转中心线与十字浇道(2)的中心线重合。

4.一种采用权利要求3所述铸模的核燃料管座精密铸造方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：使用压蜡设备压制出浇口杯(1)、十字浇道(2)、盘型浇道(3)、锥柱型浇道(4)、竖浇道(5)、管座模(6)、梯形浇道(7)的蜡模，使用粘接蜡料将各部分进行粘接，获得蜡模树组；

步骤二：在蜡模树组表面涂覆多层耐火材料，待其干燥硬化后，脱去蜡质材料，获得内腔尺寸与蜡模树组一致的空腔型壳；

步骤三：将不锈钢溶液浇入型壳，待冷却清壳，获得管座铸件。