[发明专利]核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及表面处理领域，具体是一种核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置及工艺。 

背景技术

核控制棒驱动装置中，许多零件均含小孔且小孔尺寸不一，如φ9.54mm，φ12mm，φ61.35mm，φ65.41mm，但每种小孔均需镀铬且施镀要求一致：即施镀镀层厚度至少大于等于45μm；施镀后镀层轴心沿径向偏移不超过10μm；镀层无微裂纹。但是此类小孔半径小，特别是φ9.54mm小孔半径不超过5mm，施镀过程中阴阳极距离特别近，不仅镀层厚度均匀性控制难度极大，而且阴阳极的近距离导致镀层生长过快，极易萌生裂纹。 

因此，为了控制半径小于50mm但技术要求一致的核控制棒驱动装置小孔铬层生长，使其达到均匀生长无偏芯且生长过程中无微裂纹萌生，需要对此类小孔镀铬装置及工艺进行研究。 

发明内容

为了克服镀铬技术的镀层均匀生长难，易萌生裂纹的不足，本发明提供了一种核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置及工艺。 

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的： 

一种核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置，包括阳极和辅助阴极，所述辅助阴极呈片状、覆盖小孔两端设置；阳极是一根沿小孔轴向设置的柱状体、贯穿辅助阴极的端面，且阳极与辅助阴极之间具有径向间隙；所述阳极两端裸露在小孔外侧的部位套装有阳极绝缘套，该阳极绝缘套呈一端开口、另一端具有端盖的套筒状，阳极绝缘套的开口端覆盖辅助阴极外端面设置。

所述阳极两端的阳极绝缘套端盖处对应设置有2个电镀液的导液孔，形成气体和溶液迂回空腔。 

所述核反应堆控制棒驱动装置上的小孔端部设置有与阳极绝缘套端部大小对应的沉孔、限位安装阳极绝缘套。 

所述阳极绝缘套的端盖上、沿小孔轴心位置设置有阳极定位孔，阳极两端攻外螺纹、阳极绝缘套的端盖外端设置有对应的定位螺母。 

所述阳极为外径为小孔内径1/4～1/3的Pt阳极。 

一种采用所述的核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置的镀铬工艺，包括下列顺序步骤： 

（1）使用碱性溶液对核反应堆控制棒驱动装置小孔清洗除油处理，并使用B级纯水清洗；

（2）装配核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置；

（3）使用由CrO3、浓H2SO4和Cr3+组分的电镀液、在核反应堆控制棒驱动装置小孔内，电沉积镀铬3.5~5h；

（4）使用B级纯水清洗核反应堆控制棒驱动装置小孔并吹干；

所述步骤（1）中的碱性溶液的组分和配比为：NaOH为60~80g/l，Na2CO3为35~40g/l，Na3PO4为40~60g/l。

所述步骤（1）中的清洗除油处理采用对碱性溶液进行加热电解的方式，加热温度为50~70℃，电流密度为3~8A/dm2； 

所述步骤（3）中的电镀液的组分和配比为：CrO3为220~260g/l，浓H2SO4为2.0~3.0g/l，Cr3+为2.0~3.5g/l。

所述步骤（3）中的电沉积镀铬的电镀液温度为55±1℃，电流密度为15~30A/dm2，阳极与辅助阴极的径向间隙为小孔内径1/3～3/8。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是： 

本发明提供了一种核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置及工艺，克服了镀铬技术的镀层均匀生长难，易萌生裂纹的不足，有效保证核控制棒驱动装置的工况运行。

根据本发明制备的核控制棒驱动装置φ9.54mm小孔的铬层物理性能优异，镀层表面外观、厚度分布、裂纹、附着力、维氏硬度均达到标准要求，详见表1。图1所示为φ9.54mm小孔的镀铬层典型截面金相，厚度分布均匀，无裂纹。 

表1 核控制棒驱动装置φ9.54mm小孔表面铬层物理性能 

附图说明

图1为本发明核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置的结构示意图。 

图中标号表示：1-阳极导电位置、2-阳极、3-受镀面、4-导液孔、5-定位螺母、6-辅助阴极、7-阳极绝缘套。 

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种核反应堆控制棒驱动装置小孔的镀铬装置，包括阳极2和辅助阴极6。为了实现本发明镀层轴向生长均匀的目的，辅助阴极6呈片状、覆盖小孔两端设置，辅助阴极6上连接有吸引端部电力线。阳极2为外径为小孔内径1/4～1/3的Pt阳极；阳极2是一根沿小孔轴向设置的柱状体、贯穿辅助阴极6的端面，且阳极2与辅助阴极6之间具有径向间隙。