一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具，包括凸台压头，在凸台压头内部中空并配合一个芯杆，在凸台压头外侧套装有下压头，在下压头外套装有阴模，芯杆与阴模之间的空间形成碳化硼芯块生坯的壁厚，凸台压头与下压头配合形成碳化硼芯块生坯的凸台端面；还包括一个从阴模与芯杆之间的空隙向凸台压头压缩的上压头。采用本实用新型的模具可成型出带6个凸台的碳化硼环形芯块，当碳化硼粉末在100MPa的成型压力下成型时，芯块的生坯密度达到55%，样品表面无裂纹，凸台无断裂现象，制备出了满足芯块制备要求的碳化硼生坯，解决了高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块成型困难问题。
【专利说明】
一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具
技术领域
[0001]本实用新型涉及核反应堆的陶瓷材料成型技术，具体涉及一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具。
【背景技术】
[0002]高温气冷堆核电站采用碳化硼芯块作控制棒中子吸收材料，用无压烧结制得的碳化硼芯块化学成分完全能满足核级纯要求，芯块密度能达到80%T.D.以上，可以净尺寸成型。在碳化硼芯块的无压烧结工艺中，碳化硼芯块的成型是影响到碳化硼芯块成品质量与成品率的关键因素。高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块外棒端头用芯块结构复杂，芯块主体为一筒体，外径107mm，内径为85mm，高度80_160mm，顶端有6个凸台，这种结构碳化硼芯块成型比较困难，在前期碳化硼芯块成型试验时发现，凸台部分在成型时易断裂，而且凸台部分的密度难于与筒体主体部分保持一致，生坯成型时易形成裂纹，因此成型难度大，经过文献调研目前没有见到此类模具的文献资料报道，也没有类似的模具结构设计可以进行借鉴。用现有模具无法成型出带凸台的碳化硼生坯。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具，解决现有模具无法成型出带凸台的碳化硼生坯的问题。
[0004]本实用新型通过下述技术方案实现:
[0005]—种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具，包括凸台压头，在凸台压头内部中空并配合一个芯杆，在凸台压头外侧套装有下压头，在下压头外套装有阴模，芯杆与阴模之间的空间形成碳化硼芯块生坯的壁厚，凸台压头与下压头配合形成碳化硼芯块生坯的凸台端面;还包括一个从阴模与芯杆之间的空隙向凸台压头压缩的上压头。本实用新型采用分体式的模具，阴模、凸台压头、下压头、以及芯杆分别作为碳化硼芯块生坯的一个独立的面，通过四个面的配合形成碳化硼芯块生坯的形状，相对于现有技术中阴模一般为整体结构而言，良好的拆装性能使得冲压后的产品可以分面拆模，最后形成一个完整的坯块，采用本实用新型的模具可成型出带6个凸台的碳化硼环形芯块，当碳化硼粉末在10MPa的成型压力下成型时，芯块的生坯密度达到55%，样品表面无裂纹，凸台无断裂现象，制备出了满足芯块制备要求的碳化硼生坯，解决了高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块成型困难问题。
[0006]在所述的上压头上设置有一个限位器。通过限位器的设置，可以限定出不同轴向长度的坯块，有利于保持坯块的端面完整。
[0007]在所述的凸台压头与下压头均为筒状结构，并在筒状的底部设置有一个沿筒状的径向向外延伸耳盘，在两个耳盘之间叠放有耳盘垫块。通过将凸台压头、下压头、以及阴模均设置成耳盘状结构，从而可以便于模具的取放和配合，便于操作，通过在凸台压头与下压头的耳盘之间叠放有耳盘垫块，可以调整凸台的高度。
[0008]在所述的阴模与下压头的耳盘之间设置有阴模垫块。进一步讲，阴模与下压头的耳盘之间设置的阴模垫块用于在双面压制时取出垫块，给下压头与阴模之间留出移动距离，提高芯块生坯密度均匀性。
[0009]本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果:
[0010]1、本实用新型一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具，采用分体式的模具，阴模、凸台压头、下压头、以及芯杆分别作为碳化硼芯块生坯的一个独立的面，通过四个面的配合形成碳化硼芯块生坯的形状，相对于现有技术中阴模一般为整体结构而言，良好的拆装性能使得冲压后的产品可以分面拆模，最后形成一个完整的坯块，采用本实用新型的模具可成型出带6个凸台的碳化硼环形芯块，当碳化硼粉末在10MPa的成型压力下成型时，芯块的生坯密度达到55%，样品表面无裂纹，凸台无断裂现象，制备出了满足芯块制备要求的碳化硼生坯，解决了高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块成型困难问题；
[0011]2、本实用新型一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具，通过将凸台压头、下压头、以及阴模均设置成耳盘状结构，从而可以便于模具的取放和配合，便于操作，通过在凸台压头与下压头的耳盘之间叠放有耳盘垫块，可以调整凸台的高度；
[0012]3、本实用新型一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯成型的模具，阴模与下压头的耳盘之间设置的阴模垫块用于在双面压制时取出垫块，给下压头与阴模之间留出移动距离，提高芯块生坯密度均匀性。
【附图说明】
[0013]此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中:
[0014]图1为本实用新型模具的配合后的半剖示意图；
[0015]图2为图1中凸台压头的俯视图；
[0016]图3为图1中下压头的俯视图；
[0017]图4为图1中阴模的俯视图。
[0018]附图中标记及对应的零部件名称:
[0019]1-限位器，2-阴模，3-上压头，4-芯杆，5-碳化硼芯块生坯，6_下压头，7_阴模垫块，8-耳盘垫块，9-凸台压头。
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
[0021]如图1至4所示，本实用新型一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯5成型的模具，包括凸台压头9，在凸台压头9内部中空并配合一个芯杆4，在凸台压头9外侧套装有下压头6，凸台压头9与下压头6均为筒状结构，并在筒状的底部设置有一个沿筒状的径向向外延伸耳盘，在两个耳盘之间叠放有耳盘垫块8;在下压头6外套装有阴模2，在阴模2与下压头6的耳盘之间设置有阴模垫块7;芯杆4与阴模2之间的空间形成碳化硼芯块生坯5的壁厚，凸台压头9与下压头6配合形成碳化硼芯块生坯5的凸台端面;还包括一个从阴模2与芯杆4之间的空隙向凸台压头9压缩的上压头3，在上压头3上设置有一个限位器I。在进行装模时，凸台压头9的凸起部分放入到下压头6的凹槽内，在凸台压头9与下压头6之间垫上耳盘垫块8，用耳盘垫块8来调整生坯凸台的高度，再芯杆4安放在凸台压头9与下压头6中心，把阴模2套在凸台压头9上，在阴模2与下压头6之间放入阴模垫块7，用于在双面压制时取出阴模垫块7，给下压头6与阴模2之间留出移动距离，提高芯块生坯密度均匀性;装好阴模2后，向阴模2内装入粉料，把粉末铺平、振实，再安装上压头3，在上压头3外部套上限位器I，用压机压制上压头进行成型，压制一次后，去掉下压头6与阴模2之间的阴模垫块7，再次压制，把凸台压头9与下压头6之间的耳盘垫块8换成薄垫片再次进行压制，用于提高凸台部分的密度与强度。脱模时，把模具倒置，用脱模支撑架支撑下压头耳盘，使模具离开工作台面，再在阴模2耳盘上放置支撑杆，压机压力通过支撑杆传递到阴模2上，使阴模2与生坯5脱离，再把生坯5从芯杆4与上压头3上取下。当碳化硼粉末在10MPa的成型压力下成型时，芯块的生坯密度达到55%，样品表面无裂纹，凸台无断裂现象。
[0022]以上所述的【具体实施方式】，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的【具体实施方式】而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯(5)成型的模具，其特征在于:包括凸台压头(9)，在凸台压头(9)内部中空并配合一个芯杆(4)，在凸台压头(9)外侧套装有下压头(6)，在下压头(6)外套装有阴模(2)，芯杆(4)与阴模(2)之间的空间形成碳化硼芯块生坯(5)的壁厚，凸台压头(9)与下压头(6)配合形成碳化硼芯块生坯(5)的凸台端面;还包括一个从阴模(2)与芯杆(4)之间的空隙向凸台压头(9)压缩的上压头(3)。2.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯(5)成型的模具，其特征在于:在所述的上压头(3)上设置有一个限位器(I)。3.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯(5)成型的模具，其特征在于:在所述的凸台压头(9)与下压头(6)均为筒状结构，并在筒状的底部设置有一个沿筒状的径向向外延伸耳盘，在两个耳盘之间叠放有耳盘垫块(8)。4.根据权利要求3所述的一种用于高温气冷堆控制棒用碳化硼芯块生坯(5)成型的模具，其特征在于:在所述的阴模(2)与下压头(6)的耳盘之间设置有阴模垫块(7)。
【文档编号】B28B7/00GK205572660SQ201620415220
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】李圆圆, 杨静, 潘小强, 尹昌耕, 谷小非
【申请人】中国核动力研究设计院