RU2508572C1 - Способ прессования заготовок керметных стержней - Google Patents
Способ прессования заготовок керметных стержней Download PDFInfo
- 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
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear 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)
- 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.
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)
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 |
-
2012
- 2012-11-06 RU RU2012146857/07A patent/RU2508572C1/ru active
Patent Citations (5)
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 |