制备核电站中主泵的推力盘的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核电设备的制备领域，尤其涉及主栗的推力盘的制备方法。
【背景技术】
[0002]核电站中的主栗的推力盘的最大外径可达到1080mm，厚度可达460.5mm，其中耐磨层厚度为5_，重量达5吨左右，尺寸较大。目前，通常采用堆焊工艺制备大型设备。制备核电站中的主栗的推力盘过程中，采用堆焊工艺在推力盘基体上堆焊耐磨粉末形成推力盘的耐磨层，推力盘基体在堆焊过程中易熔化，导致堆焊层即堆焊形成的耐磨层的稀释率较高，因此，为保证推力盘的耐磨层的性能，必须要在推力盘基体上堆焊很厚的耐磨层，导致耐磨材料浪费，且堆焊耗能多。另外，采用堆焊工艺制备核电站中的主栗的推力盘上的耐磨层时，堆焊形成的耐磨层经常出现咬边、棱角塌陷等问题，导致耐磨层的均匀性差、质量稳定性差，进而导致制备得到的核电站中的主栗的推力盘的质量差。
【发明内容】
[0003]为提高制备的核电站中主栗的推力盘的质量，减少耐磨材料的浪费，降低能耗，本发明提出一种制备核电站中主栗的推力盘的方法，该制备方法包括如下步骤:
[0004]步骤一，制备推力盘基体和推力盘包套:
[0005]所述推力盘基体包括圆盘状的基体本体，该基体本体的两端的中心位置均设置有定位凸柱，所述基体本体的两端的边缘均设置有挡粉凸环，且该挡粉凸环的高度小于所述定位凸柱的高度；
[0006]所述推力盘包套包括圆柱形筒体，且该圆柱形筒体的内径等于所述基体本体的直径；所述圆柱形筒体的两端配设有封闭所述圆柱形筒体的端口用的盖板；所述圆柱形筒体上设置有装粉通道，该装粉通道背离所述圆柱形筒体的顶端配设有顶盖，且该顶盖上设置有抽真空孔；
[0007]步骤二，先将所述步骤一中制备的推力盘基体立起置于所述圆柱形筒体内，且所述推力盘基体的中心轴线与所述圆柱形筒体的中心轴线共线，所述装粉通道位于所述推力盘基体的上方；再将所述盖板焊接在所述圆柱形筒体的端口并平行贴靠在所述推力盘基体的定位凸柱的端面上，且所述推力盘基体的挡粉凸环与所述盖板之间设置有垫圈，该垫圈靠近所述装粉通道处设置有装粉口 ；
[0008]步骤三，通过所述装粉通道向所述推力盘包套内填装耐磨粉末，填装完成后，将所述顶盖安装到所述装粉通道顶部并通过焊接密封连接，并利用抽真空装置通过所述抽真空孔对所述推力盘包套抽真空进行脱气保温；
[0009]步骤四，采用热等静压工艺使所述耐磨粉末在所述推力盘包套内扩散并与所述推力盘基体的两端的端面及所述推力盘包套的内壁连接；
[0010]步骤五，采用机加工或酸洗方法去除推力盘包套得到推力盘胚料，并对所述推力盘胚料进行精加工得到所述核电站中主栗的推力盘。
[0011]采用该制备核电站中主栗的推力盘的方法制备推力盘，推力盘基体位于推力盘包套的圆柱形筒体内，并利用定位凸柱的端面抵住推力盘包套的盖板，利用垫圈抵住推力盘基体上的挡粉凸环和推力盘包套的盖板，从而使推力盘基体固定在推力盘包套内，且推力盘基体的基体本体的两端面与推力盘包套上的盖板之间的间距恒定。这样，制备得到的推力盘上的耐磨层厚度均匀，进而提高了推力盘的质量。采用热等静压工艺在推力盘基体的基体本体的两端的端面形成耐磨层时，只需使推力盘基体的基体本体上的端面与推力盘包套之间的间距略大于待制备推力盘的耐磨层的设计厚度即可，这样，可以节约耐磨粉末，避免浪费，同时降低焊接所需的能耗。
[0012]优选地，所述推力盘包套的抽真空孔处设置有抽真空管。这样，在对推力盘包套进行抽真空时，方便抽真空装置的吸气口与推力盘包套连接，操作方便。
[0013]优选地，所述推力盘包套上的装粉通道的横截面为矩形。这样，在制备推力盘包套时，只需在用矩形板材卷制圆柱形筒体时，在该矩形板材的两端留出一段作为侧板，并用盖板上的延长挡板与侧板焊接连接即可形成装粉通道，制作简单，且制成的推力盘包套上的焊缝较少。
[0014]优选地，所述推力盘基体可采用N06600、0Crl8Nil0Ti或347不锈钢材料制成。进一步地，当所述推力盘基体采用347不锈钢材料制成时，所述推力盘基体的基体本体的两端均设置有环形的内沟槽和环形的外沟槽，且所述内沟槽靠近所述定位凸柱并与所述定位凸柱同心，所述外沟槽靠近所述挡粉凸环并与所述定位凸柱同心，在所述内沟槽内堆焊690合金将所述内沟槽填平并在所述定位凸柱的侧壁上形成一层合金层，在所述外沟槽内堆焊690镍基合金将所述外沟槽填平并在所述挡粉凸环的内侧壁上形成一层合金层。这样，当推力盘基体由347不锈钢材料制成时，可通过在推力盘基体的基体本体的端面上的环形的内沟槽和外沟槽内堆焊690镍基合金提高推力盘基体的耐腐蚀性和耐热性。
[0015]优选地，在所述步骤三中，对所述推力盘包套进行抽真空之前，先采用氦检质谱仪对所述推力盘包套上的焊缝进行检漏，当存在漏点时，对所述漏点所在部位的焊缝进行补焊或者重新制作推力盘包套。这样，既可以避免推力盘包套内的真空度在进行脱气保温时无法保持稳定，影响脱气保温效果；又可以避免推力盘包套内的压力在采用热等静压工艺进扩散连接时无法保持稳定，影响耐磨层的质量。
[0016]优选地，所述耐磨粉末为ST12合金粉末、Ν?45合金粉末或Ni60合金粉末，且所述耐磨粉末的粉末粒度为45?180 μπι。进一步地，所述ST12合金粉末中的各化学成分含量的重量百分比为:碳1.5%?L 7%、铬30%?32%、钨9%?9.5%、钴50%?60%、硅0.4%?1.5%、锰及其他不可避免的杂质小于等于0.25% ；
[0017]所述Ni45合金粉末中各化学成分含量的重量百分比为:碳0.2%?0.4%、娃3.0%?3.7%、硼 1.5%?2.4%、铬 6.5%?7.7%、铁彡 7.8%、镍 72.8%?83.1 %、氮及其他不可避免杂质小于等于0.2% ;Ni60合金粉末中各化学成分含量的重量百分比为:碳0.6%?0.8%、硅 3.5%?4.7%、硼 3.0%?4.0%、铬 15%?17%、铁 3.5%?5.0%、镍68.5%?74%、氧其他不可避免杂质小于等于0.2% 0
[0018]优选地，在所述步骤三中，进行脱气保温时，所述推力盘包套内的真空度为2X 10-3Pa，保温温度为380?460°C，保温时间为2?48小时。
[0019]优选地，在所述步骤四中，采用所述热等静压工艺进行扩散连接时的温度为 900?1300°C，所述推力盘包套内的压力为90?130MPa，保温时间2?4.2小时。
【附图说明】
[0020]图1为本发明方法中制备的推力盘基体的结构示意图；
[0021]图2为采用347不锈钢材料制成的推力盘基体堆焊690镍基合金后的剖视示意图；
[0022]图3为本发明方法中制备的推力盘包套的结构示意图；
[0023]图4为图3所示的推力盘包套处于使用状态的剖视示意图，且推力盘包套内填装的耐磨粉末未示出。
【具体实施方式】
[0024]下面，结合图1-4对本发明制备核电中主栗的推力盘的方法进行详细说明，该制备方法包括如下步骤:
[0025]步骤一，制备出推力盘基体和推力盘包套。
[0026]如图1所示，推力盘基体I包括圆盘状的基体本体11，且该基体本体11的两端的中心位置均设置有定位凸柱12，基体本体11的两端的边缘均设置有挡粉凸环13，该挡粉凸环13与定位凸柱12同心且该挡粉凸环13的高度低于定位凸柱12的高度。推力盘基体I可采用N06600、0Crl8Nil0Ti或347不锈钢材料制成。其中，N06600材料指的是N06600牌号的镍基高温合金。0Crl8Nil0Ti材料指的是牌号为0Crl8Nil0Ti的奥氏体不锈钢。347不锈钢材料也称为0Crl8NillNb材料，该材料中的各化学成分的重量百分比为:碳0.053%?0.08 %、硅彡 0.538 %、锰 1.651% ?2.0 %、磷彡 0.045 %、硫彡 0.002 %、铬 17.57 % ?19.0%、镍9.70%?13%、铌彡0.732%、钽< 0.02%且余量为Fe。当推力盘基体I由347不锈钢材料制成时，由于347不锈钢材料的耐腐蚀性能相对较差，故其基体本体11的两端的端面上均设置有环形的内沟槽111和环形的外沟槽112，如图2所示，其中，内沟槽111与定位凸柱12同心并靠近定位凸柱12，外沟槽112与定位凸柱12同心并靠近挡粉凸环13，在内沟槽111内堆焊690镍基合金将该内沟槽111填平并在定位凸柱12的侧壁上形成一层合金层，在外沟槽112内堆焊690镍基合金将外沟槽112填平并在挡粉凸环13的内侧壁上形成一层合金层，以提高推力盘基体11的耐腐蚀性能。
[0027]如图3所示，推力盘包套2包括圆柱形筒体21，且该圆柱形筒体21的内径等于推力盘基体I的直径，以便于将推力盘基体I置于推力盘包套2内且推力盘基体I的中心轴线与圆柱形筒体21的中心轴线共线。圆柱形筒体21两端的端口处配设有封闭端口用的盖板22，该盖板22在推力盘基