[发明专利]一种表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪

说明书

本发明提供一种表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪，其包括：第一轴孔；第二轴孔；及双钩齿；其中，所述第一轴孔、第二轴孔和双钩齿经配置以进行表面改性处理。本发明提供的表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪，在采用不锈钢制造成形后进行表面非金属离子渗入处理，心部具有良好的韧性且表面具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性，这种提高钩爪耐磨耐腐蚀耐疲劳性的表面改性技术工艺简单、生产效率高、制造成本低，可实现批量化生产。并且不再使用钴基合金，彻底避免了二次激发辐射剂量，为了反应堆的检修和运营维护提供良好的环境条件。

技术领域

本发明涉及一种表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪，具体涉及一种表面经过非金属离子渗入处理的核电站控制棒驱动机构钩爪。

背景技术

核电站控制棒驱动机构(CRDM)的作用是在垂直方向定位控制棒组件。通过CRDM改变或保持控制棒组件的位置，实现反应堆的启停、反应堆正常运行中调节或维持堆芯的功率水平以及在事故工况下的快速停堆。CRDM通过电磁场控制钩爪运动部件动作，最终带动驱动杆运动。每套CRDM由两组钩爪组成，每组钩爪由3套钩爪、销轴和连杆组成。钩爪是CRDM的关键零部件，其耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐高温等性能对CRDM的寿命和运行可靠性至关重要。

目前提高钩爪耐磨性能的方式主要有两种：钴基合金整体铸造和堆焊钴基合金耐磨层。整体铸造钩爪是采用Stellite6合金整体铸造，Stellite6合金耐磨性能优越，其优点为成型工艺较为简单，可控性强，易于批量生产；缺点为钴合金耐冲击性能较差；且整体为钴合金，增加了堆内钴元素的含量，易带来二次激发辐射剂量，为反应堆的检修和运营维护带来不便。堆焊钩爪是在奥氏体不锈钢基体(304LN)表面堆焊钴基合金耐磨层。其优点是减少了钴元素在整个产品中的成分占比，降低了二次激发辐射剂量，在保障表面耐磨性能的前提下，兼顾了韧性。缺点是工艺可控性弱、产品合格率低、生产效率低、制造成本高，不利于批量化生产。所以，在提高核电站控制棒驱动机构钩爪心部韧性及表面耐磨耐腐蚀耐疲劳性的同时降低活化元素的使用是核电行业重要的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪。

本发明提供一种表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪，其包括：

第一轴孔；

第二轴孔；及

双钩齿；

其中，所述第一轴孔和第二轴孔中心至钩爪上平面的距离相等，所述双钩齿位于第二轴孔的下方，所述第一轴孔、第二轴孔和双钩齿经配置以进行表面改性处理。

优选地，采用304L、304LN、316L或316LN不锈钢。

优选地，所述表面改性处理包括以下步骤：

采用超声波进行表面清洗；

进行预热；

将钩爪装入预热炉加热升温至约400℃，然后保温2小时直至钩爪表面呈金黄色后，进行离子渗入，在所述表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪的表面渗入非金属离子N、C和O，以形成扩散层、化合物层和氧化膜层；

对所述表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪的表面进行抛光，以清除所述表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪的表面的疏松层；

对所述表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪进行离子钝化；及

对所述表面改性的核电站控制棒驱动机构钩爪进行二次清洗并烘干。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：