1.一種利用激光增材制造技術(shù)制造的核電站控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉤爪,其特征在于:銷孔的耐磨層為外圓呈鋸齒狀的圓管形;銷孔耐磨層與基體結(jié)合面為鋸齒形;鉤齒與基體的結(jié)合面為鋸齒形。
2.權(quán)利要求1所述的新型耐磨層結(jié)構(gòu)的核電站控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)鉤爪的激光增材制造方法,包括如下步驟:
S1:建立鉤爪毛坯三維數(shù)字模型;
S2:制定鉤爪激光增材制造方案,并對(duì)數(shù)模進(jìn)行切片和激光掃描路徑規(guī)劃;
S3:設(shè)定激光增材制造參數(shù)并編制工藝控制程序;
S4:完成激光增材制造前準(zhǔn)備工作;
S5:按照設(shè)定的程序進(jìn)行激光增材制造;
S6:將鉤爪毛坯從基板切割分離,然后進(jìn)行熱處理;
S7:對(duì)熱處理后的鉤爪毛坯進(jìn)行機(jī)加工,獲得鉤爪成品。
3.權(quán)利要求1所述外圓呈鋸齒狀的圓管形鉤爪銷孔區(qū)耐磨層,其特征是:圓管外直徑不小于10.5mm,不大于19.0mm。
4.權(quán)利要求2所述鉤爪激光增材制造方法S1步驟,其特征在于:鉤爪毛坯銷孔處保留直徑介于2mm~4mm的孔。
5.權(quán)利要求2所述鉤爪激光增材制造方法S2步驟,其特征在于:
S2-1:采用鉤爪毛坯以鉤齒面中心法與其軸線所在平面呈水平的側(cè)向平放方式生長(zhǎng);
S2-2:將鉤爪毛坯數(shù)模進(jìn)行切片;
S2-3:對(duì)切片進(jìn)行分區(qū),并規(guī)劃每個(gè)分區(qū)的激光掃描路徑;
S2-4:編制鉤爪毛坯切片和激光增材制造程序文件。
6.權(quán)利要求2所述激光增材制造鉤爪毛坯S3步驟設(shè)定激光增材制造參數(shù),其特征在于:激光光斑直徑為φ2mm~φ6mm,激光功率為1kw~5Kw,激光掃描速度3mm/s~30mm/s,激光掃描搭接率為30%~50%,切片層厚為0.5mm~2.0mm。
7.權(quán)利要求2所述激光增材制造鉤爪毛坯S4步驟,其特征在于:
S4-1:對(duì)基材去油污,表面打磨去除氧化皮,然后清洗烘干;
S4-2:將基材放置到氬氣氛保護(hù)的激光沉積成形倉(cāng)的工作平臺(tái)上并固定,調(diào)整送粉器到基材表面的距離,并設(shè)定激光掃描的起點(diǎn)和終點(diǎn);
S4-3:將激光增材制造鉤爪毛坯用原材料粉末裝入送粉器;
S4-4:進(jìn)行激光增材制造程序預(yù)運(yùn)行,檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行準(zhǔn)確性和程序運(yùn)行的合理性。
8.權(quán)利要求2所述激光增材制造鉤爪毛坯S6步驟的熱處理,其特征在于:熱處理溫度介于800℃~1075℃之間,保溫時(shí)間45min~75min,冷卻方式為隨爐冷卻。
9.權(quán)利要求2所述S7步驟的機(jī)加工,其特征在于:
S7-1:基準(zhǔn)面加工——銑加工鉤爪毛坯的沉積面頂面和底部切割面成為加工基準(zhǔn)面;
S7-2:銷孔軸心定位——將下銷孔圓形耐磨區(qū)圓心位置定位為銷孔軸心,再按照尺寸要求在上銷孔圓形耐磨區(qū)圓心位置定位上銷孔軸心;
S7-3:打孔——以定好的軸心在銷孔耐磨層區(qū)進(jìn)行銑孔;
S7-4:然后以上、下銷孔軸心為基準(zhǔn)編制數(shù)控加工程序,完成鉤爪的機(jī)加工。
10.權(quán)利要求4所述S2-3數(shù)模切片,其特征在于:銷孔層切片平面內(nèi)至少分為四個(gè)掃描分區(qū)——基體區(qū)、下銷孔耐磨層區(qū)、上銷孔耐磨層區(qū)和鉤齒區(qū);上下銷孔耐磨材料區(qū)是以鉤爪銷孔軸心為中心的圓形;該圓形直徑介于10.5mm~19mm之間;相鄰兩層切片的圓形耐磨材料區(qū)直徑相差2mm~4mm。
11.權(quán)利要求4所述S2-4激光掃描路徑規(guī)劃,其特征在于:銷孔耐磨材料區(qū)激光掃描路徑為圓形軌跡;相鄰兩層切片基體區(qū)的激光掃描路徑可以相同,也可以呈一定角度,如90°。
12.權(quán)利要求6所述S4-1步驟的基材,其特征在于:基材為不銹鋼,如12Cr17Mn6Ni5N,12Cr18Ni9,Y12Cr18Ni9,Y12Cr18Ni9Cu3,06Cr19Ni10,00Cr18Ni9N。
13.權(quán)利要求6所述S4-3激光增材制造鉤爪毛坯原材料粉末,其特征在于:基體原材料粉末為00Cr18Ni9-N控氮奧斯體不銹鋼;耐磨層原材料粉末為Stellite 6鈷基合金。
14.權(quán)利要求6所述S4-3步驟的送粉器,其特征在于:粉器至少擁有兩個(gè)密封的送粉倉(cāng)。
15.權(quán)利要求13所述00Cr18Ni9-N控氮奧斯體不銹鋼粉末,其特征在于:該材質(zhì)粉末的制造方法為旋轉(zhuǎn)電極法或者氣體霧化法。
16.權(quán)利要求13所述Stellite 6鈷基合金粉末,其特征在于:該材質(zhì)粉末的制造方法為旋轉(zhuǎn)電極法或者氣體霧化法。