CN111804909B - 一种cetr反应堆用铍材成型坯料的装粉方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CETR反应堆用铍材成型坯料的装粉方法，包括：步骤一、计算所需铍粉末充填量；步骤二、备料并装入密闭下料装置的给料器中后密封；步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器振动并将铍粉末下料给与给料器密封连接的包套内；步骤四、启动第二振动电机，调整振动平台的振动频率，对包套内的铍粉末进行振实；当铍粉末装填量在90～100％时，调整振动频率在0～80Hz之间；当铍粉末装填量在70～90％时，调整振动频率在80～120Hz之间；当铍粉末装填重量在0～70％时，调整振动频率在120～180Hz之间。本发明保证了包套内充填铍粉末的振实密度和均匀性，能满足压坯性能需求，且装粉效率高。

Description

一种CETR反应堆用铍材成型坯料的装粉方法
技术领域
本发明属于有色金属冶金技术领域，具体涉及一种CETR反应堆用铍材成型坯料的装粉方法。
背景技术
铍是一种稀有金属，具有显著的综合物理、热学和机械性能，广泛应用于航空航天等多种领域。铍及铍的化合物都具有毒性，铍的毒性主要是铍对呼吸器官的感染，以及由皮肤直接接触所产生的皮炎，铍产品的制造过程中需加强对铍的防护。在金属材料的制造加工技术中，粉末冶金是重要的制造方法之一。粉末冶金是将具有某种特定粒度、形状和松装密度的粉末材料转变为具有高强度、高精度和高性能的材料的技术。铍是只能使用粉末冶金技术制造的少数几种金属之一。
铍粉可以采用多种不同的工艺进行固结成型而接近理论密度。铍粉末流动性差，松装密度小，粉末的振实密度将直接影响压坯的质量，尤其是像铍粉这种昂贵，而且有毒的粉末，现有铍材成型坯料的装粉方法是将铍粉末充填入包套后手工捣实，因而存在不足：1.将铍粉末充填入包套内，捣实，达到一定的充填密度，之后采用等静压成型技术制造铍材成型坯料，捣实后粉末的充填密度不能满足压坯性能需求；2.铍粉末流动性差，导致捣实后的粉末均匀性差，由于压坯的尺寸均匀性和平直度取决于粉末充填的均匀性，从而影响压坯尺寸均匀性和平直度；3.捣实过程为非密闭操作，粉末中易产生夹杂，夹杂会影响成型坯料的性能及材料稳定性。尤其是Φ300～700mmCETR反应堆用铍材产品尺寸最大达到700mm，需要大量原料粉末，粉末充填时间过长，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CETR反应堆用铍材成型坯料的装粉方法，该装粉方法保证了包套内充填铍粉末的振实密度和均匀性，能满足压坯性能及材料稳定性需求，且装粉效率高，尤其适用Φ300～700mmCETR反应堆用铍材产品的装粉。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种CETR反应堆用铍材成型坯料的装粉方法，所述装粉方法包括如下步骤：
步骤一、根据包套5尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量；
步骤二、按照所需铍粉末充填量进行备料并装入密闭下料装置的给料器1中后密封；
步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器1振动并将铍粉末下料给与给料器1密封连接的包套5内；
步骤四、根据给料器1内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台4的振动频率，对包套5内的铍粉末进行振实；
所述振动平台3的振动频率的调整如下：
通过给料器1上的观察口观察，当给料器1内的铍粉末装填量在90～100％时，调整振动平台4的振动频率在0～80Hz之间；当给料器1内的铍粉末装填量在70～90％时，调整振动平台4的振动频率在80～120Hz之间；当给料器1内的铍粉末装填重量在0～70％时，调整振动平台4的振动频率在120～180Hz之间。
进一步的，当振动平台4的振动频率在0～80Hz之间时，振动时间为0.5h～3h；
当振动平台4的振动频率在80～120Hz之间时，振动时间为0.5～4h；
当振动平台4的振动频率在120～180Hz之间时，振动时间为0.2～6h。
进一步的，所述密闭下料装置包括给料器1、包套保持架2、振动平台4、第一振动电机和第二振动电机；
所述给料器1的侧壁设置有用于观察给料器1内的观察窗口；
所述包套5放置在所述包套保持架2内；所述包套保持架2固定在所述振动平台4上；
所述给料器1通过多个通道6与所述包套5上的下料口3密封软连接；
所述第一振动电机驱动所述给料器1下料到所述包套5内；所述第二振动电机驱动所述振动平台4振实所述包套5内的铍粉末。
进一步的，所述通道6包括第一通道6-1和第二通道6-2；
所述第一通道6-1的进料端与所述给料器1底面的出料口1-1连接；所述第一通道6-1的出料端与所述第二通道6-2的进料端连接；所述第二通道6-2的出料端***所述下料口3与所述包套5内密封软连接。
进一步的，所述包套5的横截面上均匀分布有多个下料口3。
进一步的，所述密闭下料装置还包括可拆卸过滤网7；
所述可拆卸过滤网7位于所述第一通道6-1的出料端和第二通道6-2的进料端之间。
进一步的，所述给料器1的结构为上宽下窄的台形结构。
进一步的，所述给料器1的上端还设置有用于悬挂所述给料器1的吊挂8。
本发明的有益效果：
本发明采用变频振动装粉，粉末充填进包套内，采用振动平台对粉末进行连续性振实，随着包套内粉末充填重量的增加，调整振动平台的振动频率，提高包套内充填粉末的振实密度(振实密度可达到0.56～1.2g/cm3)及均匀性，同时该方法为密闭装粉，能够解决粉末易产生夹杂的问题，保证了铍材成型后压坯的性能、尺寸的均匀性与平直度，能满足压坯性能及材料稳定性需求，且装粉效率高，尤其适用Φ300～700mmCETR反应堆用铍材产品的装粉；采用密闭下料装置，实现了密闭装粉，避免了外部环境致使产品产生夹杂，同时减少铍粉末对环境的污染。
附图说明
图1为本发明的CETR反应堆用铍材成型坯料的密闭下料装置结构示意图；
图中，1-给料器、1-1-出料口、2-包套保持架、3-下料口、4-振动平台、5-包套、6-通道、6-1-第一通道、6-2-第二通道、7-可拆卸过滤网、8-吊挂。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作出详细说明。
本实施例给出了一种CETR反应堆用铍材成型坯料的装粉方法，该装粉方法包括如下步骤：
步骤一、根据包套5尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量；
步骤二、按照所需铍粉末充填量进行备料并装入密闭下料装置的给料器1中后密封；
步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器1振动并将铍粉末下料给与给料器1密封连接的包套5内；
步骤四、根据给料器1内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台4的振动频率，对包套5内的铍粉末进行振实；
所述振动平台3的振动频率的调整如下：
通过给料器1上的观察口观察，当给料器1内的铍粉末装填量在90～100％时，调整振动平台4的振动频率在0～80Hz之间；当给料器1内的铍粉末装填量在70～90％时，调整振动平台4的振动频率在80～120Hz之间；当给料器1内的铍粉末装填重量在0～70％时，调整振动平台4的振动频率在120～180Hz之间。
为了保证包套内粉末均匀性及产品尺寸的均匀性，通过分阶段控制振动时间来实现，并最终达到生产所要求的粉末振实密度，当振动平台4的振动频率在0～80Hz之间时，振动时间为0.5h～3h；当振动平台4的振动频率在80～120Hz之间时，振动时间为0.5～4h；当振动平台4的振动频率在120～180Hz之间时，振动时间为0.2～6h。
本实施例中的密闭下料装置结构如图1所示，包括给料器1、包套保持架2、振动平台4、第一振动电机(图中未显示)和第二振动电机(图中未显示)。给料器1的侧壁设置有用于观察给料器1内的观察窗口(图中未显示)。包套5放置在包套保持架2内；包套保持架2固定在振动平台4上。给料器1通过多个通道6与包套5上的下料口3密封软连接。第一振动电机驱动给料器1下料到包套5内；第二振动电机驱动振动平台4振实包套5内的铍粉末，通过第一振动电机使得给料器1内的铍粉末通过多个通道均匀充填入包套，实现了密闭下料，避免了外部环境夹杂，同时减少铍粉末对环境的污染，提高了粉末下料均匀性和充填效率。
本实施例中的通道6包括第一通道6-1和第二通道6-2；第一通道6-1的进料端与给料器1底面的出料口1-1连接；第一通道6-1的出料端与第二通道6-2的进料端连接；第二通道6-2的出料端***下料口3与包套5内密封软连接。
本实施例的所述多个通道6的直径相同，且呈均匀分布，粉末因重力可由多个通道均匀充填入包套，进一步保证了粉末下料均匀性，多个通道下料可以提高装粉的充填效率。
为了有效阻隔不同规格粉末中的大颗粒夹杂，本实施例的密闭下料装置还包括可拆卸过滤网7；可拆卸过滤网7位于第一通道6-1的出料端和第二通道6-2的进料端之间，滤网孔径根据铍粉粒径选择。
本实施例的给料器1的结构为上宽下窄的台形结构，方便为给料器装填粉末，同时粉末因重力影响自由向下流动，提高粉末的流动性，给料更均匀。给料器1的上端还设置有用于悬挂所述给料器1的吊挂8，以便于悬挂固定整个密闭下料装置。
本实施例采用变频振动装粉，粉末充填进包套内，采用振动平台对粉末进行连续性振实，随着包套内粉末充填重量的增加，调整振动平台的振动频率，提高包套内充填粉末的振实密度(振实密度可达到0.56～1.2g/cm3)及均匀性，同时该方法为密闭装粉，能够解决粉末易产生夹杂的问题，保证了铍材成型后压坯的性能、尺寸的均匀性与平直度，能满足压坯性能及材料稳定性需求，且装粉效率高，尤其适用Φ300～700mmCETR反应堆用铍材产品的装粉；采用密闭下料装置，实现了密闭装粉，避免了外部环境致使产品产生夹杂，同时减少铍粉末对环境的污染。
实施例1：
步骤一、根据包套5尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量50kg；
步骤二、按照所需铍粉末充填量50kg进行备料并装入密闭下料装置的给料器1中后密封；
步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器1振动并将铍粉末下料给与给料器1密封连接的包套5内；
步骤四、根据给料器1内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台4的振动频率，对包套5内的铍粉末进行振实；
振动平台3的振动频率的调整如下：
通过给料器1上的观察口观察，当给料器1内的铍粉末装填量在90％时，调整振动平台4的振动频率在0Hz；当给料器1内的铍粉末装填量在70％时，调整振动平台4的振动频率在80Hz，振动时间0.5h；当给料器1内的铍粉末装填重量在0％时，调整振动平台4的振动频率在120Hz，振动时间0.2h，粉末振实密度实测达到0.56g/cm3。
实施例2：
步骤一、根据包套5尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量70kg；
步骤二、按照所需铍粉末充填量70kg进行备料并装入密闭下料装置的给料器1中后密封；
步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器1振动并将铍粉末下料给与给料器1密封连接的包套5内；
步骤四、根据给料器1内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台4的振动频率，对包套5内的铍粉末进行振实；
振动平台3的振动频率的调整如下：
通过给料器1上的观察口观察，当给料器1内的铍粉末装填量在95％时，调整振动平台4的振动频率在40Hz，振动时间1.2h；当给料器1内的铍粉末装填量在80％时，调整振动平台4的振动频率在100Hz，振动时间0.9h；当给料器1内的铍粉末装填重量在35％时，调整振动平台4的振动频率在150Hz，振动时间0.2h，粉末振实密度实测达到0.78g/cm3。
实施例3：
步骤一、根据包套5尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量300kg；
步骤二、按照所需铍粉末充填量300kg进行备料并装入密闭下料装置的给料器1中后密封；
步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器1振动并将铍粉末下料给与给料器1密封连接的包套5内；
步骤四、根据给料器1内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台4的振动频率，对包套5内的铍粉末进行振实；
振动平台3的振动频率的调整如下：
通过给料器1上的观察口观察，当给料器1内的铍粉末装填量在90％时，调整振动平台4的振动频率在80Hz，振动时间3h；当给料器1内的铍粉末装填量在85％时，调整振动平台4的振动频率在120Hz，振动时间4h；当给料器1内的铍粉末装填重量在70％时，调整振动平台4的振动频率在180Hz，振动时间6h，粉末振实密度实测达到1.2g/cm3。
实施例4：
步骤一、根据包套5尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量300kg；
步骤二、按照所需铍粉末充填量300kg进行备料并装入密闭下料装置的给料器1中后密封；
步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器1振动并将铍粉末下料给与给料器1密封连接的包套5内；
步骤四、根据给料器1内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台4的振动频率，对包套5内的铍粉末进行振实；
振动平台3的振动频率的调整如下：
通过给料器1上的观察口观察，当给料器1内的铍粉末装填量在95％时，调整振动平台4的振动频率在70Hz，振动时间2h；当给料器1内的铍粉末装填量在90％时，调整振动平台4的振动频率在100Hz，振动时间2h；当给料器1内的铍粉末装填重量在70％时，调整振动平台4的振动频率在170Hz，振动时间4h，粉末振实密度实测达到1.0g/cm3。
实施例5：
步骤一、根据包套5尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量50kg；
步骤二、按照所需铍粉末充填量50kg进行备料并装入密闭下料装置的给料器1中后密封；
步骤三、启动给第一振动电机，驱动给料器1振动并将铍粉末下料给与给料器1密封连接的包套5内；
步骤四、根据给料器1内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台4的振动频率，对包套5内的铍粉末进行振实；
振动平台3的振动频率的调整如下：
通过给料器1上的观察口观察，当给料器1内的铍粉末装填量在90％时，调整振动平台4的振动频率在10Hz，，振动时间1h；当给料器1内的铍粉末装填量在70％时，调整振动平台4的振动频率在90Hz，振动时间1h；当给料器1内的铍粉末装填重量在0％时，调整振动平台4的振动频率在160Hz，振动时间2h，粉末振实密度实测达到0.70g/cm3。
以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种反应堆用铍材成型坯料的装粉方法，其特征在于，所述装粉方法包括如下步骤：
步骤一、根据包套（5）尺寸和铍粉末密度，计算所需铍粉末充填量；
步骤二、按照所需铍粉末充填量进行备料并装入密闭下料装置的给料器（1）中后密封；
步骤三、启动第一振动电机，驱动给料器（1）振动并将铍粉末下料给与给料器（1）密封连接的包套（5）内；
步骤四、根据给料器（1）内的铍粉末量，启动第二振动电机，调整振动平台（4）的振动频率，对包套（5）内的铍粉末进行振实；
所述振动平台（4）的振动频率的调整如下：
通过给料器（1）上的观察口观察，当给料器（1）内的铍粉末装填量在90~100%时，调整振动平台（4）的振动频率在0~80Hz之间；当给料器（1）内的铍粉末装填量在70~90%时，调整振动平台（4）的振动频率在80~120Hz之间；当给料器（1）内的铍粉末装填量在0~70%时，调整振动平台（4）的振动频率在120~180Hz之间；
所述密闭下料装置包括给料器（1）、包套保持架（2）、振动平台（4）、第一振动电机和第二振动电机；
所述给料器（1）的侧壁设置有用于观察给料器（1）内的铍粉末装填量的观察窗口；
所述包套（5）放置在所述包套保持架（2）内；所述包套保持架（2）固定在所述振动平台（4）上；
所述给料器（1）通过多个通道（6）与所述包套（5）上的下料口（3）密封软连接；所述通道（6）包括第一通道（6-1）和第二通道（6-2）；
所述第一通道（6-1）的进料端与所述给料器（1）底面的出料口（1-1）连接；所述第一通道（6-1）的出料端与所述第二通道（6-2）的进料端连接；所述第二通道（6-2）的出料端***所述下料口（3）与所述包套（5）内密封软连接；所述第一振动电机驱动所述给料器（1）下料到所述包套（5）内；所述第二振动电机驱动所述振动平台（4）振实所述包套（5）内的铍粉末；
所述密闭下料装置还包括可拆卸过滤网（7）；
所述可拆卸过滤网（7）位于所述第一通道（6-1）的出料端和第二通道（6-2）的进料端之间；
所述给料器（1）的结构为上宽下窄的台形结构。
2.根据权利要求1所述的装粉方法，其特征在于，当振动平台（4）的振动频率在0~80Hz之间时，振动时间为0.5h~3h；
当振动平台（4）的振动频率在80~120Hz之间时，振动时间为0.5~4h；
当振动平台（4）的振动频率在120~180Hz之间时，振动时间为0.2~6h。
3.根据权利要求1所述的装粉方法，其特征在于，所述多个通道（6）的直径相同，且呈均匀分布。
4.根据权利要求1所述的装粉方法，其特征在于，所述给料器（1）的上端还设置有用于悬挂所述给料器（1）的吊挂（8）。
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