[发明专利]一种核反应堆用铅铋合金的制备方法

权利要求书

1.一种核反应堆用铅铋合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)在高纯氩气环境中分别将原料Pb和Bi加工成粉末状，粒度：Pb为80～200目，Bi为50～150目；

(2)在高纯氩气环境中按照Bi和Pb的设计成分进行配料，将Bi粉和Pb粉通过各自的进料斗口分批进入搅拌池，机械搅拌，混合均匀；

(3)清洗熔炼炉和铸模；

(4)在高纯氩气环境中，将步骤(2)混合好的Bi粉和Pb粉分批加入熔炼炉中加热融化，同时进行连续的电磁搅拌，Bi与Pb合金化，将温度控制在380-550℃，维持搅拌15～25分钟，随后在350～450℃下将熔体静置1～2小时；

(5)在高纯氩气环境中，将300～400℃的铅铋合金通过过滤网进行过滤，滤除高熔点的Bi和Pb化合物；

(6)将步骤(5)过滤后的铅铋合金在230～350℃下真空熔铸，获得合金铸锭。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中在线检测合金的Bi和Pb成分，并依据检测结果返回步骤(2)微调Bi和Pb的配料比，将Bi粉和Pb粉混合均匀后接着进行步骤(4)，待检测成分合格后进入步骤(5)。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高纯氩气为99.99％-99.999％氩气经除杂处理后的氩气。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所使用的原料Bi和Pb是高纯铋和高纯铅，其中的杂质含量小于300ppm。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)搅拌15～30分钟，让Bi和Pb充分接触混合均匀。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)清洗熔炼炉的方法是：将熔炼炉加热至400～500℃，抽真空至1～3Pa，保持3～5分钟，然后充入0.03～0.3MPa的高纯氩气，保持4～6分钟；再抽真空至1～3Pa，保持3～5分钟，然后充入0.08～0.3MPa高纯氩气，保持4～6分钟；如此重复处理2～3次，清除熔炼炉内、熔炼炉内表面及熔炼炉内表面层废气。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)清洗铸模的方法是：将铸模加热至400～550℃，保持30～40分钟，烘烤清除铸模内、铸模内表面及铸模内表面层废气。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)真空熔铸使用的铸模设置在一个圆柱形空腔的中心，且在垂直于圆柱形空腔的轴线方向上有一水平轴，使得整个铸模能绕该水平轴转动，当液态铅铋合金注入铸模后，液态铅铋合金一边随铸模缓慢地绕该水平轴转动，一边冷却成型。