專利名稱：核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面處理領(lǐng)域，具體是一種核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置及工藝。
背景技術(shù)：
核控制棒驅(qū)動裝置中，許多零件均含小孔且小孔尺寸不一，如Φ9.54mm，Φ 12mm,Φ61.35mm, Φ65.41mm，但每種小孔均需鍍鉻且施鍍要求一致:即施鍍鍍層厚度至少大于等于45 μ m ;施鍍后鍍層軸心沿徑向偏移不超過10 μ m ;鍍層無微裂紋。但是此類小孔半徑小，特別是Φ9.54mm小孔半徑不超過5_，施鍍過程中陰陽極距離特別近，不僅鍍層厚度均勻性控制難度極大，而且陰陽極的近距離導(dǎo)致鍍層生長過快，極易萌生裂紋。因此，為了控制半徑小于50mm但技術(shù)要求一致的核控制棒驅(qū)動裝置小孔鉻層生長，使其達(dá)到均勻生長無偏芯且生長過程中無微裂紋萌生，需要對此類小孔鍍鉻裝置及工藝進(jìn)行研究。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服鍍鉻技術(shù)的鍍層均勻生長難，易萌生裂紋的不足，本發(fā)明提供了一種核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置及工藝。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置，包括陽極和輔助陰極，所述輔助陰極呈片狀、覆蓋小孔兩端設(shè)置；陽極是一根沿小孔軸向設(shè)置的柱狀體、貫穿輔助陰極的端面，且陽極與輔助陰極之間具有徑向間隙；所述陽極兩端裸露在小孔外側(cè)的部位套裝有陽極絕緣套，該陽極絕緣套呈一端開口、另一端具有端蓋的套筒狀，陽極絕緣套的開口端覆蓋輔助陰極外端面設(shè)置。所述陽極兩端的陽極絕緣套端蓋處對應(yīng)設(shè)置有2個電鍍液的導(dǎo)液孔，形成氣體和溶液迂回空腔。所述核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置上的小孔端部設(shè)置有與陽極絕緣套端部大小對應(yīng)的沉孔、限位安裝陽極絕緣套。所述陽極絕緣套的端蓋上、沿小孔軸心位置設(shè)置有陽極定位孔，陽極兩端攻外螺紋、陽極絕緣套的端蓋外端設(shè)置有對應(yīng)的定位螺母。所述陽極為外徑為小孔內(nèi)徑1/4 1/3的Pt陽極。一種采用所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置的鍍鉻工藝，包括下列順序步驟:
(1)使用堿性溶液對核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔清洗除油處理，并使用B級純水清
洗；
(2)裝配核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置；
(3)使用由Cr03、濃H2S04和Cr3+組分的電鍍液、在核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔內(nèi)，電沉積鍍鉻3.5 5h ；
(4)使用B級純水清洗核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔并吹干；
所述步驟(I)中的堿性溶液的組分和配比為=NaOH為6(T80g/l，Na2C03為35 40g/l，Na3P04 為 40 60g/l。所述步驟(I)中的清洗除油處理采用對堿性溶液進(jìn)行加熱電解的方式，加熱溫度為5(T70°C，電流密度為3 8A/dm2 ；
所述步驟(3)中的電鍍液的組分和配比為:Cr03為22(T260g/l，濃H2S04為2.0 3.0g/1，Cr3+ 為 2.0 3.5g/l。所述步驟(3)中的電沉積鍍鉻的電鍍液溫度為55±1°C，電流密度為15 30A/dm2，陽極與輔助陰極的徑向間隙為小孔內(nèi)徑1/3 3/8。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明提供了一種核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置及工藝，克服了鍍鉻技術(shù)的鍍層均勻生長難，易萌生裂紋的不足，有效保證核控制棒驅(qū)動裝置的工況運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明制備的核控制棒驅(qū)動裝置Φ9.54_小孔的鉻層物理性能優(yōu)異，鍍層表面外觀、厚度分布、裂紋、附著力、維氏硬度均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，詳見表I。

圖1所示為Φ9.54mm小孔的鍍鉻層典型截面金相，厚度分布均勻，無裂紋。表I核控制棒驅(qū)動裝置Φ9.54mm小孔表面鉻層物理性能
權(quán)利要求
1.一種核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置，包括陽極和輔助陰極，其特征在于:所述輔助陰極呈片狀、覆蓋小孔兩端設(shè)置；陽極是一根沿小孔軸向設(shè)置的柱狀體、貫穿輔助陰極的端面，且陽極與輔助陰極之間具有徑向間隙；所述陽極兩端裸露在小孔外側(cè)的部位套裝有陽極絕緣套，該陽極絕緣套呈一端開口、另一端具有端蓋的套筒狀，陽極絕緣套的開口端覆蓋輔助陰極外端面設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置，其特征在于:所述陽極兩端的陽極絕緣套端蓋處對應(yīng)設(shè)置有2個電鍍液的導(dǎo)液孔，形成氣體和溶液迂回空腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置，其特征在于:所述核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置上的小孔端部設(shè)置有與陽極絕緣套端部大小對應(yīng)的沉孔、限位安裝陽極絕緣套。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置，其特征在于:所述陽極絕緣套的端蓋上、沿小孔軸心位置設(shè)置有陽極定位孔，陽極兩端攻外螺紋、陽極絕緣套的端蓋外端設(shè)置有對應(yīng)的定位螺母。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置，其特征在于:所述陽極為外徑為小孔內(nèi)徑 1/4 1/3的Pt陽極。
6.一種采用權(quán)利要求1所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置的鍍鉻工藝，其特征在于:包括下列順序步驟: (O使用堿性溶液對核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔清洗除油處理，并使用B級純水清洗； (2)裝配核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置； (3)使用由CrO3、濃H2SO4和Cr3+組分的電鍍液、在核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔內(nèi)，電沉積鍍鉻3.5 5h ； (4)使用B級純水清洗核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔并吹干。
7.根據(jù)權(quán)利要求8所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置的鍍鉻工藝，其特征在于:所述步驟(I)中的堿性溶液的組分和配比為=NaOH為6(T80g/l，Na2CO3為35 40g/1，Na3PO4 為 40 60g/l。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置的鍍鉻工藝，其特征在于:所述步驟(I)中的清洗除油處理采用對堿性溶液進(jìn)行加熱電解的方式，加熱溫度為5(T70°C，電流密度為3 8A/dm2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置的鍍鉻工藝，其特征在于:所述步驟(3)中的電鍍液的組分和配比為=CrO3為22(T260g/l，& H2SO4為2.0 3.0g/1, Cr3+ 為 2.0 3.5g/l。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置的鍍鉻工藝，其特征在于:所述步驟(3)中的電沉積鍍鉻的電鍍液溫度為55土TC，電流密度為15 30A/dm2,陽極與輔助陰極的徑向間隙為小孔內(nèi)徑1/3 3/8。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種核反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動裝置小孔的鍍鉻裝置，包括陽極和輔助陰極，所述輔助陰極呈片狀、覆蓋小孔兩端設(shè)置；陽極是一根沿小孔軸向設(shè)置的柱狀體、貫穿輔助陰極的端面，且陽極與輔助陰極之間具有徑向間隙；所述陽極兩端裸露在小孔外側(cè)的部位套裝有陽極絕緣套。制備工藝及順序包括(1)堿性清洗除油，并B級純水清洗；(2)裝配鍍鉻裝置；(3)使用僅有CrO3、濃H2SO4和Cr3+組分的電鍍液在小孔鍍鉻。采用這種方法制備的鍍層厚度至少大于等于45μm；施鍍后鍍層軸心偏移不超過10μm；鍍層無微裂紋，滿足工況使用需求，保證了核控制棒驅(qū)動裝置的有效運(yùn)行。
文檔編號C25D21/02GK103103591SQ20131002297
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者師攀科, 王焱, 周科, 陳瑞芳, 張道軍, 姜英, 林亮, 文明, 婁霞 申請人:東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司