壓水堆核燃料防屑板屬于精密加工零件,產(chǎn)品的尺寸精度和力學(xué)性能要求非常高。防屑板目前采用電火花加工工藝,需要在210 mm2左右的方形薄板上加工上千個異形方孔,單件零件加工周期長且效率低。為適應(yīng)自主化新型核燃料量產(chǎn)需求,有必要對國際上先進的激光制造技術(shù)進行研究,找到兼顧質(zhì)量和效率的新型加工方法。文中項目從原材料制備、制造工藝、后處理方法等角度,研究了先進激光SLM制造技術(shù)在核燃料防屑板產(chǎn)品加工中的應(yīng)用。研究結(jié)果對解決自主化核燃料制造技術(shù)難題、提高核燃料制造技術(shù)水平具有重要的意義。 

【文章來源】：電焊機. 2020,50(07)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

核燃料防屑板外形示意

圖1 核燃料防屑板外形示意研究發(fā)現(xiàn)，激光3D打印的加工效率一般與產(chǎn)品厚度成反比。防屑板為薄片網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，厚度僅3 mm，方形孔的尺寸要求和表面粗糙度要求均不高，比較適合采用3D打印方式制造。采用3D打印還可以在原材料采購、型材制造等環(huán)節(jié)減少目前制約產(chǎn)品產(chǎn)量和交貨期的因素。

激光3D打印用金屬粉末除需具有良好的可塑性外，還須滿足粉末粒徑細(xì)小、粒度分布較窄、球形度高、流動性好和松裝密度高等要求[4]。研究發(fā)現(xiàn)，金屬粉末顆粒的大小及形狀越均勻，激光打印鋪粉層的堆密度[5]就越高，打印層的厚度尺寸控制就越精確，對應(yīng)的打印產(chǎn)品尺寸越精確。另外考慮到粉末在激光熔化燒結(jié)過程中可能會出現(xiàn)元素?zé)龘p及冶金化學(xué)變化問題，需要研究對比金屬粉末與激光燒結(jié)后產(chǎn)品的材料化學(xué)成分，分析差異并找到合適的金屬粉末化學(xué)元素配比，保證打印件成分合格。因此，防屑板激光3D打印金屬粉末的研制重點為粉末球形度與化學(xué)成分。粉末制備研究選取技術(shù)較為先進的真空氣霧化法。研制粉末的目數(shù)、形狀、化學(xué)成分等指標(biāo)全部按照核電標(biāo)準(zhǔn)、國際或國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求執(zhí)行。最終得到的金屬粉末實物如圖3所示。實測制備粉末的松裝密度達(dá)到4.3 g/cm3，球形度超過85%，達(dá)到產(chǎn)品制造要求。粉末激光打印前后化學(xué)成分對比如表2所示。2.2 打印模型設(shè)計

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]顆粒堆密度變化對堆底壓力分布的影響[J]. 謝曉明,蔣亦民,王煥友,曹曉平,劉佑.  物理學(xué)報. 2003(09)



本文編號：3048252