一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零部件制造領(lǐng)域，特別是涉及一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)堆是核電站的核心部分，而反應(yīng)堆的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)可以提升、下插或保持控制棒在堆芯中的位置，用以控制反應(yīng)堆的裂變速率，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止反應(yīng)堆及反應(yīng)堆功率的調(diào)節(jié);在事故工況下CRDM還可快速下插控制棒(快速落棒)，使反應(yīng)堆在很短時(shí)間內(nèi)緊急停堆，以保證安全。
[0003]CRDM要長(zhǎng)期可靠地實(shí)現(xiàn)上述功能，離不開其中的鉤爪組件(亦稱“銷爪部件”)能夠一直非常靈活地運(yùn)動(dòng)，而這又有賴于在鉤爪組件中多個(gè)零件的運(yùn)動(dòng)接觸面上，必須具有一層十分耐磨的表面耐磨層，現(xiàn)有技術(shù)中通過電鍍或堆焊得到所述耐磨層，如常用電鍍得到硬鉻層?，F(xiàn)有的電鍍技術(shù)中，其他的零件表面電鍍質(zhì)量都已成熟過關(guān)，唯獨(dú)有些零件上的直徑10毫米以下小孔的內(nèi)壁表面，難以電鍍出高質(zhì)量的硬鉻層，如專利名稱為:專用小孔電鍍工裝，申請(qǐng)?zhí)枮镃N2010326226.X的實(shí)用新型專利公開了適用于解決10毫米以下小孔的內(nèi)壁表面電鍍的技術(shù)方案。但采用以上名稱為專用小孔電鍍工裝的實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，小孔內(nèi)壁的電鍍層上依然易出現(xiàn)麻點(diǎn)、疏松、脫落等缺陷，難以通過高靈敏度的著色探傷(PT)檢查，這樣的鍍層雖然短期運(yùn)行沒有任何問題，但不能滿足CRDM長(zhǎng)壽命期內(nèi)持續(xù)可靠運(yùn)行的要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中，小孔內(nèi)壁的電鍍層上易出現(xiàn)麻點(diǎn)、疏松、脫落等缺陷，難以通過高靈敏度的著色探傷(PT)檢查，這樣的鍍層雖然短期運(yùn)行沒有任何問題，但不能滿足CRDM長(zhǎng)壽命期內(nèi)持續(xù)可靠運(yùn)行的要求的問題，本實(shí)用新型提供了一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的裝置。
[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型提供的一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的裝置通過以下技術(shù)要點(diǎn)來(lái)達(dá)到目的:一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的裝置，包括在電鍍時(shí)用于將電極棒固定在零件的零件孔軸線上的定位帽；
[0006]所述定位帽為截面外形呈圓形的柱狀結(jié)構(gòu)，所述定位帽的材質(zhì)為絕緣材料；
[0007]柱狀結(jié)構(gòu)的軸線上設(shè)置有用于穿設(shè)電極棒的中心孔，定位帽上還設(shè)置有至少兩個(gè)透氣孔，所述透氣孔相對(duì)于中心孔呈環(huán)狀均布，透氣孔為設(shè)置于定位帽上的通孔，且通孔的長(zhǎng)度方向與中心孔的軸線方向平行，所述通孔用于在電鍍過程中實(shí)現(xiàn)排氣或/和電鍍液的流動(dòng)，且各個(gè)透氣孔的截面面積之和與零件孔的截面積比值不小于1:3。
[0008]現(xiàn)有在CRDM的金屬零件上的小孔直徑通常為9.5毫米，對(duì)小孔內(nèi)壁面進(jìn)行耐磨層電鍍最優(yōu)的方案即為將為陽(yáng)極的電極棒固定于小孔的軸線上，電極棒與小孔的相對(duì)位置保持也是通過至少一個(gè)固定于零件上的定位帽加以實(shí)現(xiàn)，故本方案中，優(yōu)選在零件孔的兩端均設(shè)置一個(gè)定位帽，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電極棒的兩端均進(jìn)行約束。
[0009]為實(shí)現(xiàn)陽(yáng)極棒與零件的絕緣，所述定位帽采用絕緣材料，作為優(yōu)選，所述絕緣材料可以是塑料、膠木、陶瓷中的任意一種，以在滿足絕緣的前提下，提供必要的力學(xué)強(qiáng)度以為電極棒提供支撐。同時(shí)，定位帽也可由以上三種材料中的至少兩種，在制成小部件后，通過將小部件組裝得到定位帽:如制作一個(gè)陶瓷環(huán)作為定位帽的外層，以提高定位帽的抗磨性，而定位帽的中間部分，采用易于加工的膠木或塑料。定位帽也可以采用非金屬材料中的塑料，如常用的PPA(聚鄰苯二甲酰胺)，本實(shí)用新型中優(yōu)選采用PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)，以使得定位帽在高溫下任然具有良好的強(qiáng)度和形狀保持能力。由于在電鍍過程中會(huì)產(chǎn)生氫氣，故現(xiàn)有技術(shù)中為利于電鍍層的質(zhì)量提升，采用了在定位帽上設(shè)置透氣孔的技術(shù)方案，然而現(xiàn)有技術(shù)中的透氣孔僅用于零件孔中產(chǎn)生氣體的排氣和對(duì)零件孔這個(gè)空間進(jìn)行均壓，由于定位帽、零件孔圍成的內(nèi)部腔空間非常小，現(xiàn)有技術(shù)中由于以上內(nèi)部腔的腔壁對(duì)氣泡的阻力，使得電鍍過程中產(chǎn)生的氫氣泡僅能緩慢的由透氣孔中排出，氫氣泡在逸出過程中對(duì)電鍍液產(chǎn)生的攪動(dòng)不強(qiáng)，電鍍液相對(duì)于零件小孔的內(nèi)壁從宏觀上講，幾乎是不流動(dòng)的，內(nèi)部腔外部的電鍍液難以及時(shí)補(bǔ)充到上述所述的內(nèi)部腔空間內(nèi)，這是導(dǎo)致小孔內(nèi)壁耐磨鍍層質(zhì)量差的根本原因。
[0010]以上技術(shù)方案中，各個(gè)透氣孔的截面面積之和與零件孔的截面積比值不小于1:3，旨在實(shí)現(xiàn)透氣孔的截面面積相較于零件孔的截面積較大的技術(shù)效果，這樣，可減小所產(chǎn)生氣體在逸出上述內(nèi)部腔時(shí)，內(nèi)部腔壁對(duì)其造成的阻力，這樣，氣體在浮力與阻力的合力下，可以相較于現(xiàn)有技術(shù)以更大的速度逸出所述內(nèi)部腔，這勢(shì)必會(huì)攪動(dòng)電鍍液，使得零件孔的電鍍表面上能夠及時(shí)的補(bǔ)入新的電鍍液，即電鍍表面上的電鍍液成分時(shí)刻保持在設(shè)計(jì)值或相較于設(shè)計(jì)值很小的波動(dòng)范圍內(nèi)，達(dá)到優(yōu)化電鍍層質(zhì)量的目的。
[0011]由于現(xiàn)有在CRDM的金屬零件上的小孔直徑通常為9.5毫米，決定了上述內(nèi)部腔體積還是偏小，本案中優(yōu)選將各個(gè)透氣孔的截面面積之和與零件小孔的截面積比值設(shè)置為不小于3:4，這樣在電鍍過程中，可以在工藝上更為簡(jiǎn)單的情況實(shí)現(xiàn)本案所要達(dá)到的技術(shù)效果O
[0012]由于本案涉及的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件多用于與CRDM中的鉤爪、銷軸之間的鉸接，現(xiàn)有技術(shù)中的零件孔多為臺(tái)階孔，本案要實(shí)現(xiàn)電鍍的位置位于臺(tái)階孔直徑較小的一段上，故設(shè)置為定位帽為截面外形呈圓形的柱狀結(jié)構(gòu)，這樣，可將定位帽內(nèi)嵌于臺(tái)階孔直徑較大的一端內(nèi)，通過定位帽與臺(tái)階孔過盈配合，可很好的實(shí)現(xiàn)本裝置在零件上的固定。
[0013]進(jìn)一步的，本案中，亦可將本裝置用于為等徑通孔形式的零件孔內(nèi)壁電鍍，這樣，優(yōu)選在定位帽靠近零件孔的一端設(shè)置一個(gè)環(huán)形凸緣，環(huán)形凸緣的軸線與定位帽軸線共線，所述凸緣的外徑小于定位帽的外徑，通過凸緣與為等徑通孔形式的零件孔過盈配合，可將本裝置很好的固定于為等徑通孔形式的零件孔的零件上。
[0014]進(jìn)一步的，為使得得到的電鍍層的端部具有一個(gè)直徑沿著電鍍層軸線方向內(nèi)徑線性變化臺(tái)階，以利于電鍍層工作時(shí)的受力情況，故可將凸緣的自由端外部設(shè)置一個(gè)倒角，以上倒角空間在電鍍時(shí)可被電鍍層填滿，以在得到的電鍍層的端部形成一個(gè)形狀漸變部分。
[0015]進(jìn)一步的，優(yōu)選所述倒角為圓弧形倒角，以避免得到的耐磨層在工作時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中，達(dá)到利于耐磨層壽命的目的。
[0016]同時(shí)本實(shí)用新型還提供了一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的方法，以上裝置在進(jìn)行電鍍時(shí)采用本方法，本方法的技術(shù)方案為:在電鍍過程中，電鍍液除了因電鍍時(shí)析出氣體所產(chǎn)生的流動(dòng)狀態(tài)外，還有因附加動(dòng)力而導(dǎo)致的電鍍液與零件孔內(nèi)壁面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0017]以上方法方案中，通過采用附加動(dòng)力強(qiáng)化電鍍液與零件孔內(nèi)壁面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)程度，可進(jìn)一步的迫使電鍍過程中產(chǎn)生的氣泡脫離電鍍面和使得新的電鍍液迅速流動(dòng)至電鍍面處，達(dá)到進(jìn)一步提升得到的電鍍層質(zhì)量的目的。
[0018]作為以上所述的一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的方法進(jìn)一步的技術(shù)方案:
[O 019 ]為使得來(lái)自附加動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)力作用于零件和/或電鍍液后，附加動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)輸出能夠最大程度的用在強(qiáng)化電鍍層處流體與電鍍層相對(duì)運(yùn)動(dòng)的功能上，電鍍液與零件孔的內(nèi)壁面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)通過動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)電鍍液和/或零件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，且電鍍液與零件孔內(nèi)壁面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向沿著零件孔的軸線方向。以上對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與零件孔的軸線方向的技術(shù)限定，旨在減小流體流動(dòng)的阻力。
[0020]為使得氫氣泡在浮力作用下，即能很好的由零件孔端部逸出，在電鍍過程中，零件孔的軸線位于豎直方向。
[0021]作為以上所述的一種用于控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件上小孔電鍍的裝置進(jìn)一步的技術(shù)方案:
[0022]為使得所述定位帽適用于一定尺寸范圍內(nèi)零件孔的電鍍，實(shí)現(xiàn)定位帽的通用性，所述定位帽的外形呈圓錐臺(tái)狀。本方案相較于圓柱狀外形的定位帽，可通過過盈連接固定于一定內(nèi)徑范圍內(nèi)的零件孔中。
[0023]作為定位帽的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，所述定位帽的外形呈圓筒狀，所述定位帽包括外筒、內(nèi)筒以及兩端均分別與外筒的內(nèi)壁面、內(nèi)筒的外壁面固定連接的至少兩根筋條，所述內(nèi)筒設(shè)置于外筒內(nèi)，且內(nèi)筒和外筒的軸線共線，所述中心孔為內(nèi)筒孔，所述筋條相對(duì)于內(nèi)筒的軸線成環(huán)狀均布，所述透氣孔為外筒內(nèi)壁與內(nèi)筒外壁之間的間隙。以上結(jié)構(gòu)形式的定位帽便于將透氣孔的截面積設(shè)置得較大，如用于直徑為9.5毫米零件孔的電鍍，采用外徑為14毫米、內(nèi)徑為9.5毫米的外筒、采用外徑為4.5毫米，