一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及反应堆控制棒驱动机构零部件制造领域，特别是涉及一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的装置。
【背景技术】
[0002]反应堆是核电站的核心部分，而反应堆的控制棒驱动机构(CRDM)可以提升、下插或保持控制棒在堆芯中的位置，用以控制反应堆的裂变速率，实现启动、停止反应堆及反应堆功率的调节;在事故工况下CRDM还可快速下插控制棒(快速落棒)，使反应堆在很短时间内紧急停堆，以保证安全。
[0003]CRDM要长期可靠地实现上述功能，离不开其中的钩爪组件(亦称“销爪部件”)能够一直非常灵活地运动，而这又有赖于在钩爪组件中多个零件的运动接触面上，必须具有一层十分耐磨的表面耐磨层，现有技术中通过电镀或堆焊得到所述耐磨层，如常用电镀得到硬铬层。现有的电镀技术中，其他的零件表面电镀质量都已成熟过关，唯独有些零件上的直径10毫米以下小孔的内壁表面，难以电镀出高质量的硬铬层，如专利名称为:专用小孔电镀工装，申请号为CN2010326226.X的实用新型专利公开了适用于解决10毫米以下小孔的内壁表面电镀的技术方案。但采用以上名称为专用小孔电镀工装的实用新型提供的技术方案，小孔内壁的电镀层上依然易出现麻点、疏松、脱落等缺陷，难以通过高灵敏度的着色探伤(PT)检查，这样的镀层虽然短期运行没有任何问题，但不能满足CRDM长寿命期内持续可靠运行的要求。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中，小孔内壁的电镀层上易出现麻点、疏松、脱落等缺陷，难以通过高灵敏度的着色探伤(PT)检查，这样的镀层虽然短期运行没有任何问题，但不能满足CRDM长寿命期内持续可靠运行的要求的问题，本实用新型提供了一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的装置。
[0005]为解决上述问题，本实用新型提供的一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的装置通过以下技术要点来达到目的:一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的装置，包括在电镀时用于将电极棒固定在零件的零件孔轴线上的定位帽；
[0006]所述定位帽为截面外形呈圆形的柱状结构，所述定位帽的材质为绝缘材料；
[0007]柱状结构的轴线上设置有用于穿设电极棒的中心孔，定位帽上还设置有至少两个透气孔，所述透气孔相对于中心孔呈环状均布，透气孔为设置于定位帽上的通孔，且通孔的长度方向与中心孔的轴线方向平行，所述通孔用于在电镀过程中实现排气或/和电镀液的流动，且各个透气孔的截面面积之和与零件孔的截面积比值不小于1:3。
[0008]现有在CRDM的金属零件上的小孔直径通常为9.5毫米，对小孔内壁面进行耐磨层电镀最优的方案即为将为阳极的电极棒固定于小孔的轴线上，电极棒与小孔的相对位置保持也是通过至少一个固定于零件上的定位帽加以实现，故本方案中，优选在零件孔的两端均设置一个定位帽，以实现对电极棒的两端均进行约束。
[0009]为实现阳极棒与零件的绝缘，所述定位帽采用绝缘材料，作为优选，所述绝缘材料可以是塑料、胶木、陶瓷中的任意一种，以在满足绝缘的前提下，提供必要的力学强度以为电极棒提供支撑。同时，定位帽也可由以上三种材料中的至少两种，在制成小部件后，通过将小部件组装得到定位帽:如制作一个陶瓷环作为定位帽的外层，以提高定位帽的抗磨性，而定位帽的中间部分，采用易于加工的胶木或塑料。定位帽也可以采用非金属材料中的塑料，如常用的PPA(聚邻苯二甲酰胺)，本实用新型中优选采用PET(聚对苯二甲酸乙二酯)，以使得定位帽在高温下任然具有良好的强度和形状保持能力。由于在电镀过程中会产生氢气，故现有技术中为利于电镀层的质量提升，采用了在定位帽上设置透气孔的技术方案，然而现有技术中的透气孔仅用于零件孔中产生气体的排气和对零件孔这个空间进行均压，由于定位帽、零件孔围成的内部腔空间非常小，现有技术中由于以上内部腔的腔壁对气泡的阻力，使得电镀过程中产生的氢气泡仅能缓慢的由透气孔中排出，氢气泡在逸出过程中对电镀液产生的搅动不强，电镀液相对于零件小孔的内壁从宏观上讲，几乎是不流动的，内部腔外部的电镀液难以及时补充到上述所述的内部腔空间内，这是导致小孔内壁耐磨镀层质量差的根本原因。
[0010]以上技术方案中，各个透气孔的截面面积之和与零件孔的截面积比值不小于1:3，旨在实现透气孔的截面面积相较于零件孔的截面积较大的技术效果，这样，可减小所产生气体在逸出上述内部腔时，内部腔壁对其造成的阻力，这样，气体在浮力与阻力的合力下，可以相较于现有技术以更大的速度逸出所述内部腔，这势必会搅动电镀液，使得零件孔的电镀表面上能够及时的补入新的电镀液，即电镀表面上的电镀液成分时刻保持在设计值或相较于设计值很小的波动范围内，达到优化电镀层质量的目的。
[0011]由于现有在CRDM的金属零件上的小孔直径通常为9.5毫米，决定了上述内部腔体积还是偏小，本案中优选将各个透气孔的截面面积之和与零件小孔的截面积比值设置为不小于3:4，这样在电镀过程中，可以在工艺上更为简单的情况实现本案所要达到的技术效果O
[0012]由于本案涉及的控制棒驱动机构零件多用于与CRDM中的钩爪、销轴之间的铰接，现有技术中的零件孔多为台阶孔，本案要实现电镀的位置位于台阶孔直径较小的一段上，故设置为定位帽为截面外形呈圆形的柱状结构，这样，可将定位帽内嵌于台阶孔直径较大的一端内，通过定位帽与台阶孔过盈配合，可很好的实现本装置在零件上的固定。
[0013]进一步的，本案中，亦可将本装置用于为等径通孔形式的零件孔内壁电镀，这样，优选在定位帽靠近零件孔的一端设置一个环形凸缘，环形凸缘的轴线与定位帽轴线共线，所述凸缘的外径小于定位帽的外径，通过凸缘与为等径通孔形式的零件孔过盈配合，可将本装置很好的固定于为等径通孔形式的零件孔的零件上。
[0014]进一步的，为使得得到的电镀层的端部具有一个直径沿着电镀层轴线方向内径线性变化台阶，以利于电镀层工作时的受力情况，故可将凸缘的自由端外部设置一个倒角，以上倒角空间在电镀时可被电镀层填满，以在得到的电镀层的端部形成一个形状渐变部分。
[0015]进一步的，优选所述倒角为圆弧形倒角，以避免得到的耐磨层在工作时产生应力集中，达到利于耐磨层寿命的目的。
[0016]同时本实用新型还提供了一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的方法，以上装置在进行电镀时采用本方法，本方法的技术方案为:在电镀过程中，电镀液除了因电镀时析出气体所产生的流动状态外，还有因附加动力而导致的电镀液与零件孔内壁面的相对运动。
[0017]以上方法方案中，通过采用附加动力强化电镀液与零件孔内壁面的相对运动程度，可进一步的迫使电镀过程中产生的气泡脱离电镀面和使得新的电镀液迅速流动至电镀面处，达到进一步提升得到的电镀层质量的目的。
[0018]作为以上所述的一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的方法进一步的技术方案:
[O 019 ]为使得来自附加动力的驱动力作用于零件和/或电镀液后，附加动力的驱动输出能够最大程度的用在强化电镀层处流体与电镀层相对运动的功能上，电镀液与零件孔的内壁面的相对运动通过动力装置驱动电镀液和/或零件产生运动实现，且电镀液与零件孔内壁面的相对运动方向沿着零件孔的轴线方向。以上对相对运动方向与零件孔的轴线方向的技术限定，旨在减小流体流动的阻力。
[0020]为使得氢气泡在浮力作用下，即能很好的由零件孔端部逸出，在电镀过程中，零件孔的轴线位于竖直方向。
[0021]作为以上所述的一种用于控制棒驱动机构零件上小孔电镀的装置进一步的技术方案:
[0022]为使得所述定位帽适用于一定尺寸范围内零件孔的电镀，实现定位帽的通用性，所述定位帽的外形呈圆锥台状。本方案相较于圆柱状外形的定位帽，可通过过盈连接固定于一定内径范围内的零件孔中。
[0023]作为定位帽的一种具体实现方式，所述定位帽的外形呈圆筒状，所述定位帽包括外筒、内筒以及两端均分别与外筒的内壁面、内筒的外壁面固定连接的至少两根筋条，所述内筒设置于外筒内，且内筒和外筒的轴线共线，所述中心孔为内筒孔，所述筋条相对于内筒的轴线成环状均布，所述透气孔为外筒内壁与内筒外壁之间的间隙。以上结构形式的定位帽便于将透气孔的截面积设置得较大，如用于直径为9.5毫米零件孔的电镀，采用外径为14毫米、内径为9.5毫米的外筒、采用外径为4.5毫米，