本發(fā)明屬于金屬貧鈾屏蔽體部件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不銹鋼殼體的貧鈾屏蔽體鑄造方法。

背景技術(shù)：

目前，在γ射線(xiàn)屏蔽體市場(chǎng)，主要有鉛屏蔽體、鎢屏蔽體和貧鈾屏蔽體。在使用過(guò)程中，鉛熔點(diǎn)低(327.4℃)，在火災(zāi)或某些特殊情況下鉛會(huì)融化，引起鉛制屏蔽體的損壞，危害人身安全；同時(shí)鉛質(zhì)軟，強(qiáng)度低，只有13mpa，用鉛制備的屏蔽體在運(yùn)輸、安裝等過(guò)程中容易變形，也不適合精密配裝。鎢熔點(diǎn)高(3410±20℃)，大尺寸的鎢屏蔽體只能通過(guò)粉末冶金的方法來(lái)制備。由粉末冶金方法制備的材料內(nèi)部容易產(chǎn)生孔洞，同時(shí)具有部分陶瓷的性質(zhì)，硬度高、脆性大，不適合進(jìn)行機(jī)械加工。而鈾制屏蔽體用的都是貧化鈾，是鈾濃縮廠(chǎng)的附產(chǎn)品，價(jià)格比鎢材料便宜，屏蔽能力較強(qiáng)且不易變形，使用貧鈾材料制備屏蔽體比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。貧鈾材料的民用研究領(lǐng)域，尤其是貧鈾材料相比于鎢、鉛等其他材料，射線(xiàn)吸收系數(shù)最大、射線(xiàn)吸收能力最強(qiáng)，制成的貧鈾屏蔽體具有屏蔽性強(qiáng)、體積小等特點(diǎn)，已被廣泛用于工業(yè)探傷、醫(yī)療、航天、核電、檢驗(yàn)和科研等領(lǐng)域。開(kāi)展貧鈾屏蔽體制造研究可以提高我國(guó)工業(yè)探傷和射線(xiàn)醫(yī)療設(shè)備使用的安全性和可靠性，逐步縮小與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家的技術(shù)水平差距，保護(hù)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)探傷機(jī)的發(fā)展與進(jìn)步。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種不銹鋼殼體的貧鈾屏蔽體鑄造方法，以滿(mǎn)足上述需求。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種不銹鋼殼體的貧鈾屏蔽體鑄造方法，殼體澆注模具外形為圓柱形，靠近圓柱側(cè)壁為含澆道的圓柱形平臺(tái)，另一側(cè)為澆注部分呈月牙形，殼體澆注模具上方加裝有圓錐形模具，其中心為圓柱形孔，圓錐形模具通過(guò)篩盤(pán)固定；殼體的澆注次數(shù)為3次：將110—115kg貧鈾金屬加熱到1250—1300℃時(shí)進(jìn)行第一次澆注，貧鈾金屬液澆到殼體澆注模具三分之一處停止?jié)沧?，通過(guò)硝酸清洗然后轉(zhuǎn)到機(jī)械加工去除表面氧化鈾，之后加冷鈾套進(jìn)行第二次澆注，第二次澆注貧鈾金屬液重量為240kg，澆注溫度為1250—1300℃，通過(guò)硝酸清洗然后轉(zhuǎn)到機(jī)械加工去除表面氧化鈾，在二次澆注后的模具上方加裝圓錐形模具及篩盤(pán)進(jìn)行三次澆注，澆注溫度為1250—1300℃至殼體成型；源開(kāi)關(guān)澆注模具呈兩中心圓柱形體重疊式，靠近側(cè)壁為4條圓柱形孔道，將石墨管安裝在源開(kāi)關(guān)澆注模具上部進(jìn)行澆注。

所述的不銹鋼殼體的貧鈾屏蔽體包括：殼體，殼體包括偏心孔以下空腔、中心孔與偏心孔之間空腔及中心孔至頂部；源開(kāi)關(guān)，外形為圓柱體，圓柱體內(nèi)部帶有4個(gè)偏心圓孔。

所述的殼體澆注模具材料為石墨。

第一次澆注時(shí)，在殼體底部放置貧鈾薄板。

本發(fā)明所取得的有益效果為：

鈾的熔點(diǎn)(1132℃)適中，可通過(guò)熔煉鑄造的方法制備鈾金屬屏蔽體，生產(chǎn)過(guò)程主要包括殼體模具方案設(shè)計(jì)、殼體熔鑄工藝方案設(shè)計(jì)二各大步驟，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理能夠獲得較好的機(jī)械性能，并具有一定的塑性和韌性，便于加工處理，使用溫度條件范圍也較廣。此外，與鎢、鉛材料的屏蔽體相比，有以下優(yōu)勢(shì)：貧鈾對(duì)γ射線(xiàn)吸收系數(shù)最大，貧鈾屏蔽體重量最輕，攜帶使用方便；鈾的鑄造 工藝簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生大氣孔缺陷，外漏劑量率低；貧鈾材料價(jià)格比鎢便宜，比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

附圖說(shuō)明

圖1為殼體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為源開(kāi)關(guān)產(chǎn)品示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

不銹鋼殼體的貧鈾屏蔽體鑄造包括：(1)不銹鋼基體中澆注貧鈾，稱(chēng)作殼體，(2)多個(gè)偏心孔的貧鈾柱，稱(chēng)作源開(kāi)關(guān)。如圖1所示，殼體分為三個(gè)部分：(1)偏心孔以下空腔部分；(2)中心孔與偏心孔之間空腔部分；(3)中心孔至頂部。如圖2所示，源開(kāi)關(guān)產(chǎn)品外形為圓柱體，圓柱體內(nèi)部帶有4個(gè)偏心圓孔，在熔鑄過(guò)程中完成4個(gè)偏心圓孔的成型，然后通過(guò)機(jī)械加工完成精度要求。

殼體澆注模具材料為石墨，模具外形為圓柱形，靠近圓柱側(cè)壁為含澆道的圓柱形平臺(tái)，另一側(cè)為澆注部分呈月牙形；模具上方加裝有圓錐形模具，其中心為圓柱形孔，圓錐形模具通過(guò)篩盤(pán)固定。殼體的澆注次數(shù)為3次：將110—115kg金屬加熱到1250—1300℃時(shí)進(jìn)行第一次澆注，金屬液澆到模具三分之一處停止?jié)沧?，通過(guò)硝酸清洗然后轉(zhuǎn)到機(jī)械加工去除表面氧化鈾，之后加冷鈾套進(jìn)行第二次澆注，金屬液重量為240kg，澆注溫度為1250—1300℃，通過(guò)硝酸清洗然后轉(zhuǎn)到機(jī)械加工去除表面氧化鈾，在二次澆注后的模具上方加裝圓錐形模具及篩盤(pán)進(jìn)行三次澆注，澆注溫度為1250—1300℃至殼體成型。為防止第一次澆注時(shí)，金屬液沖刷不銹鋼殼體底部，在殼體底部放置貧鈾薄板。源開(kāi)關(guān)鑄造模具呈兩中心圓柱形體重疊式，靠近側(cè)壁為4條圓柱形孔道，將石墨管安裝在模具上部進(jìn)行澆注。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于金屬貧鈾屏蔽體部件制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不銹鋼殼體的貧鈾屏蔽體鑄造方法。殼體的澆注次數(shù)為3次：將110-115Kg貧鈾金屬加熱到1250-1300℃時(shí)進(jìn)行第一次澆注，貧鈾金屬液澆到殼體澆注模具三分之一處停止?jié)沧ⅲㄟ^(guò)硝酸清洗然后轉(zhuǎn)到機(jī)械加工去除表面氧化鈾，之后加冷鈾套進(jìn)行第二次澆注，第二次澆注貧鈾金屬液重量為240Kg，澆注溫度為1250-1300℃，通過(guò)硝酸清洗然后轉(zhuǎn)到機(jī)械加工去除表面氧化鈾，在二次澆注后的模具上方加裝圓錐形模具及篩盤(pán)進(jìn)行三次澆注，澆注溫度為1250-1300℃至殼體成型；將石墨管安裝在源開(kāi)關(guān)澆注模具上部進(jìn)行澆注。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生大氣孔缺陷，外漏劑量率低；貧鈾材料價(jià)格比鎢便宜，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

技術(shù)研發(fā)人員：王玉嶺;田春雨;鄒本慧;康泰峰;王玉敏;郭洪;杜繼軍;齊向前;王兆松;裴海彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中核北方核燃料元件有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2015.12.31
技術(shù)公布日：2017.07.07