RU2508572C1 - Способ прессования заготовок керметных стержней - Google Patents

Способ прессования заготовок керметных стержней Download PDF

Info

Publication number
RU2508572C1
RU2508572C1 RU2012146857/07A RU2012146857A RU2508572C1 RU 2508572 C1 RU2508572 C1 RU 2508572C1 RU 2012146857/07 A RU2012146857/07 A RU 2012146857/07A RU 2012146857 A RU2012146857 A RU 2012146857A RU 2508572 C1 RU2508572 C1 RU 2508572C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
container
glass
pressing
blanks
mold
Prior art date
Application number
RU2012146857/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Сергеевич Гаврилин
Михаил Михайлович Турищев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ")
Priority to RU2012146857/07A priority Critical patent/RU2508572C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2508572C1 publication Critical patent/RU2508572C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Forging (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способам прессования заготовок керметных стержней тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Заготовки, заплавленные силикатом натрия в цилиндрическом контейнере, выполненном из стали с содержанием углерода (0,1-0,35) мас.%, после образования на поверхности контейнера слоя окалины подвергаются изостатическому прессованию. Выпрессовку контейнера осуществляют после минутной выдержки контейнера в пресс-форме при снятом давлении. Технический результат - значительное уменьшение усилия выпрессовки и, как следствие, повышение ресурса работы прессового оборудования за счет уменьшения износа пресс-формы.

Description

1. Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к технологии изготовления керметных стержней топливных сердечников тепловыделяющих элементов ядерных реакторов различного назначения.
2. Уровень техники
Одним из направлений в ядерной энергетике является использование твэлов, в которых тепловыделяющие сердечники набраны из керметных стержней (см., например, Федик И.И., Гаврилин С.С. и др. "Новое поколение твэлов на основе микротоплива для ВВЭР", "Атомная энергия", Москва, 2004, т.96, вып.4, с.276 -285).
В качестве заготовки при изготовлении таких керметных стержней используется циркониевая трубка, заполненная порошком ядерного топлива и закрытая с двух сторон заглушками (патент РФ №2305333 от 15.03.2006, опубл. 27.08.2007, бюл. №24). После капсулирования топлива в циркониевой оболочке производится обжатие заготовки и уплотнение в ней топлива путем изостатического прессования (см., например, патент РФ №2305334 от 15.03.2006, опубл. 27.08.2007, бюл. №24; патент РФ №2371789 от 04.05.2008, опубл. 27.10.2009, бюл. №30).
При прессовании заготовок керметных стержней может быть применен способ, заключающийся в том, что заготовки и стекло, являющееся средой для передачи давления, помещают в стальной контейнер, нагревают контейнер до заплавления заготовок, после чего контейнер охлаждают и герметизируют. После герметизации контейнера производят его повторный нагрев до температуры прессования, переносят контейнер в стальную пресс-форму, осуществляют горячее изостатическое прессование и выпрессовывают контейнер из пресс-формы (Авторское свидетельство СССР №445526 от 15.11.1972, опубл. 05.10.74, бюл. №37).
Недостатком этого способа является уменьшение ресурса работы прессового оборудования, что обусловлено необходимостью приложения значительных усилий на выталкивание контейнера из пресс-формы.
С предлагаемым способом этот способ совпадает по операциям размещения заготовок и стекла в контейнере, нагреве контейнера до заплавления заготовок стеклом, переносе контейнера в пресс-форму, изостатическом прессовании и выпрессовки контейнера из пресс-формы.
Известен также способ прессования заготовок керметных стержней, заключающийся в том, что заготовки размещают поверх стеклянных брикетов из силиката натрия в стальном контейнере, выполненном в виде цилиндрического стакана, нагревают контейнер с заготовками и брикетами до заплавления заготовок стеклом, переносят контейнер в пресс-форму пресса, прикладывают усилие прессования повышением давления рабочей среды при перемещении пуансона пресса и выпрессовывают контейнер из прессформы (патент РФ №2388081 от 04.05.2008, опубл. 27.04.2010).
Недостатком этого способа, как и предыдущего, является уменьшение ресурса работы прессового оборудования, что обусловлено необходимостью приложения значительных усилий на выталкивание контейнера из пресс-формы
С предлагаемым способом этот способ совпадает по операциям размещения заготовок в стальном цилиндрическом контейнере, выполненном в виде стакана, поверх стеклянных брикетов, нагреве контейнера до погружения заготовок в расплавленное стекло, переносе контейнера в пресс-форму, изостатическом прессовании заготовок и выпрессовки контейнера из пресс-формы.
По совокупности существенных признаков последний способ наиболее близок к заявляемому и выбран в качестве прототипа.
3. Раскрытие изобретения
Решаемая задача - повышение ресурса работы прессового оборудования за счет уменьшения износа пресс-формы пресса.
Предлагается способ прессования заготовок керметных стержней, который решает указанную задачу, заключающийся в том, что заготовки размещают поверх стеклянных брикетов из силиката натрия в стальном контейнере, выполненном в виде цилиндрического стакана, нагревают контейнер с заготовками и брикетами до заплавления заготовок стеклом, переносят контейнер в пресс-форму пресса, прикладывают усилие прессования повышением давления стекла при перемещении пуансона пресса и выпрессовывают контейнер из пресс-формы. В предлагаемом способе согласно изобретению применяют контейнер, изготовленный из стали с содержанием углерода (0,1-0,35) мас.%, нагрев контейнера до температуры 900°С осуществляют за время (10-15) мин и за такое же время поднимают температуру до 1000°C, а после окончания прессования снимают давление со стекла и перед выпрессовкой делают минутную выдержку при снятом давлении.
При подъеме температуры контейнера с 900°С до 1000°C за указанное время на его поверхности образуется слой окалины толщиной (400-500) мкм, теплопроводность которой существенно меньше теплопроводности материала контейнера. За счет этого к моменту окончания прессования перепад температуры между пресс-формой и контейнером составляет величину около 80°C. При снятии давления прессования контейнер разгружается от давления стекла на его стенки и у стенки контейнера в течение минуты происходит отверждение стекла с ростом толщины слоя от долей миллиметра до (1,5-2) мм. В результате снижается величина теплового потока из контейнера в пресс-форму, что ведет к уменьшению температуры контейнера примерно на 40°C и, как следствие, к возникновению радиальных напряжений, сжимающих контейнер.
Таким образом, обеспечивается уменьшение усилия выпрессовки контейнера и, как следствие, повышение ресурса работы прессового оборудования за счет уменьшения износа пресс-формы пресса.
4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
В стальной контейнер - стакан, с внутренним диаметром 46 мм, изготовленный из стали Ст.20, загружались стеклянный брикет из силиката натрия и блок из семи заготовок керметных стержней. В районе днища контейнера на его внутренней поверхности выполнялась кольцевая проточка для облегчения отделения днища при операциях выпрессовки. Стакан вместе с брикетом и заготовками нагревали в печи в течение 15 минут до 900°C. После погружения блока в стекло в течение 15 минут поднимали температуру до 1000°C, переносили контейнер в нагретую до 450°C пресс-форму пресса и подвергался прессованию при нагрузке 120 тонн и машинном времени 30 с. После окончания прессования снимали давление со стекла, делали минутную выдержку при снятом давлении и выпрессовывали контейнер из пресс-формы усилием в 10 тонн. В случае выпрессовки контейнера по способу-прототипу это усилие составляет (80-100)% от усилия прессования.

Claims (1)

  1. Способ прессования заготовок керметных стержней, заключающийся в том, что заготовки размещают поверх брикетов из силиката натрия в стальном контейнере, выполненном в виде цилиндрического стакана, нагревают контейнер с заготовками и брикетами до заплавления заготовок стеклом, переносят контейнер в пресс-форму пресса, прикладывают усилие прессования повышением давления стекла при перемещении пуансона пресса и выпрессовывают контейнер из пресс-формы, отличающийся тем, что контейнер изготавливают из стали с содержанием углерода (0,1-0,35) мас.%, нагрев контейнера до температуры 900°C осуществляют за время (10-15) мин и за такое же время поднимают температуру от 900°C до 1000-1050°C, а после окончания прессования снимают давление со стекла и перед выпрессовкой делают выдержку в течение 1-2 мин при снятом давлении.
RU2012146857/07A 2012-11-06 2012-11-06 Способ прессования заготовок керметных стержней RU2508572C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146857/07A RU2508572C1 (ru) 2012-11-06 2012-11-06 Способ прессования заготовок керметных стержней

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012146857/07A RU2508572C1 (ru) 2012-11-06 2012-11-06 Способ прессования заготовок керметных стержней

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2508572C1 true RU2508572C1 (ru) 2014-02-27

Family

ID=50152270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012146857/07A RU2508572C1 (ru) 2012-11-06 2012-11-06 Способ прессования заготовок керметных стержней

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2508572C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4389362A (en) * 1980-04-25 1983-06-21 Asea Aktiebolag Method for manufacturing billets of complicated shape
US4885212A (en) * 1988-02-05 1989-12-05 United Technologies Corporation Microstructurally toughened metal matrix composite article and method of making same
JPH0243303A (ja) * 1988-08-03 1990-02-13 Hitachi Metals Ltd 複合部材の製造方法
EP0871556B1 (en) * 1994-12-23 2001-03-21 Kennametal Inc. Composite cermet articles and method of making
RU2388081C2 (ru) * 2008-05-04 2010-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Способ горячего изостатического прессования заготовки стержня топливного сердечника керметного твэла ядерного реактора

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4389362A (en) * 1980-04-25 1983-06-21 Asea Aktiebolag Method for manufacturing billets of complicated shape
US4885212A (en) * 1988-02-05 1989-12-05 United Technologies Corporation Microstructurally toughened metal matrix composite article and method of making same
JPH0243303A (ja) * 1988-08-03 1990-02-13 Hitachi Metals Ltd 複合部材の製造方法
EP0871556B1 (en) * 1994-12-23 2001-03-21 Kennametal Inc. Composite cermet articles and method of making
RU2388081C2 (ru) * 2008-05-04 2010-04-27 Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" Способ горячего изостатического прессования заготовки стержня топливного сердечника керметного твэла ядерного реактора

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107186139B (zh) 核聚变堆磁体支撑用的h型钢制造方法
CN103831386A (zh) 一种高速列车制动盘的生产方法及锻造模具
CN102725083A (zh) 用于通过铸造或注射成型工艺制造单件式空心体的方法
CN102896278A (zh) 一种具有高温退让性和脱除性空心型芯的制备方法
CN109822077B (zh) 一种挤压浸渗法制备SiC3D/Al复合材料的方法
RU2508572C1 (ru) Способ прессования заготовок керметных стержней
RU2388081C2 (ru) Способ горячего изостатического прессования заготовки стержня топливного сердечника керметного твэла ядерного реактора
CN103722038B (zh) 一种热挤压钢管外模的润滑方法
CN202428529U (zh) 一种制造陶瓷管壳用等静压成型模具
ITMO20090295A1 (it) Procedimento per la sinterizzazione di polveri assistita da pressione e corrente elettrica
CN106180705A (zh) 一种粉末冶金制备方法
RU2710484C1 (ru) Способ производства бесшовного баллона высокого давления из нержавеющей стали
RU2507616C1 (ru) Способ изготовления топливных стержней
CN103879085A (zh) 纯铝包覆SiC颗粒增强镁基复合材料、制备及其应用
CN110483051B (zh) 一种密度可控富b10碳化硼陶瓷的制备方法
CN208427542U (zh) 连接叉模具
CN103373851A (zh) 一种纯碳质密封环的制造方法
ITMI20120950A1 (it) Metodo e impianto per ottenere getti pressofusi in leghe leggere con anime non metalliche
CN202877489U (zh) 大型铸钢轧辊冷型模具
CN102274929A (zh) 防止消失模铸造产品塌箱的方法
CN106345983B (zh) 一种用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法
CN2743348Y (zh) 用于热压烧结环状产品的热压模具
CN105842419B (zh) 一种还原真实结构与材料特性的边坡模型制作方法
RU2497211C1 (ru) Способ изготовления топливных стержней с циркониевой оболочкой
CN204912762U (zh) 钢基外表环复合铜合金层的专用成型模具