[发明专利]一种带肋薄壁包壳管的生产工艺及冷拔模具

说明书

本发明涉及带肋薄壁包壳管领域，具体为一种带肋薄壁包壳管的生产工艺及冷拔模具。冷拔模具包括带孔型拉拔外模和带棱圆柱型芯模，带孔型拉拔外模分为定径段、挤压变形段，带孔型拉拔外模内壁上设置与包壳管外壁肋条形状对应的凹槽，带棱圆柱型芯模上的棱分布与带孔型拉拔外模上的凹槽分布一致。首先通过拉拔厚壁管加工出外壁带直肋条内壁带凹槽坯料管，用绞刀或磨头等机加去除内壁凹槽，然后采用带孔型拉拔外模和圆柱型芯模拉拔坯料管，减少坯料管的外径、壁厚及肋条的横截面。通过一次或两次以上拉拔，加工出尺寸符合要求的带直肋条薄壁包壳管。本发明可以高效生产出带肋薄壁包壳管，包壳管整体塑性变形，尺寸准确，性能稳定。

技术领域：

本发明涉及带肋薄壁包壳管领域，具体为一种带肋薄壁包壳管的生产工艺及冷拔模具。

背景技术：

钠冷快堆燃料组件主要由不锈钢包壳管、六角外套管组成，六角外套管内的不锈钢燃料包壳管之间由点焊上的不锈钢丝螺旋缠绕进行相互隔离，这种隔离方式缺点是：不锈钢焊点不耐高温高压，在高温高压冷却剂冲刷下焊点容易脱落。另外，焊点破坏包壳管的整体强度。

授权公告号CN203055470U的中国专利公开了一种燃料棒径向定位带肋包壳管，包壳管整体呈圆筒形状，其内部为空腔结构，管外壁上分布一条或多条肋条，肋条沿轴线螺旋分布，肋与管为一体结构，包壳管依托螺旋肋隔离与分布。

公开号CN105723465A的中国专利申请公开了一种燃料元件包壳，其特征为整体管状元件，外壁具有螺旋环绕的翅片(肋条)。翅片高度不小于0.75mm，壁的厚度不超过0.60mm。优选翅片高度0.75mm，管壁厚优选0.40mm。

上述专利设计出带肋(翅片)包壳管，但未提及采用何种工艺制造出这种包壳管。这种包壳管由于考虑核燃料反应的中子经济性和传热效果，壁厚尺寸设计较小，一般小于0.50mm。而由于燃料包壳管之间隔离要求，肋的高度要求比较高，肋高一般达到0.75mm，包壳管长度2米以上，这种肋的高度大于壁厚的带肋薄壁包壳管加工难度大。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种带肋薄壁包壳管的生产工艺及冷拔模具，可以高效生产出带肋薄壁包壳管，包壳管整体塑性变形，尺寸准确，性能稳定。

本发明的技术方案是：

一种带肋薄壁包壳管的生产工艺，首先采用外壁直肋条成型的带孔型拉拔外模和带棱圆柱型芯模，通过第一道次拉拔厚壁管加工出外壁带直肋条内壁带凹槽的坯料管，机加去除内壁凹槽，形成外壁带直肋条内壁圆柱型的坯料管；然后采用带孔型拉拔外模和圆柱型芯模拉拔坯料管，减少坯料管的外径、壁厚及肋条的横截面，通过一道次或两道次以上拉拔，加工出尺寸符合要求的带直肋条薄壁包壳管。

所述的带肋薄壁包壳管的生产工艺，进一步的，通过扭转加工带直肋条薄壁包壳管，获得带螺旋肋薄壁包壳管。

所述的带肋薄壁包壳管的生产工艺，厚壁管外径大于成品带肋薄壁包壳管外径3mm以上，壁厚大于成品带肋薄壁包壳管外壁肋条高与壁厚之和的1.5mm以上。

所述的带肋薄壁包壳管的生产工艺，冷拔模具包括用于外壁直肋条成型的带孔型拉拔外模和带棱圆柱型芯模，带孔型拉拔外模中心孔表面分为定径段、挤压变形段，带孔型拉拔外模内壁上设置与带肋薄壁包壳管外壁直肋条形状对应的凹槽，带棱圆柱型芯模上的棱分布与带孔型拉拔外模上的凹槽分布一致。

所述的带肋薄壁包壳管的生产工艺，拉拔出外壁带直肋条内壁带凹槽坯料管，外壁带直肋条内壁带凹槽坯料管的外侧直肋条与内侧凹槽相对应；调整带孔型拉拔外模和带棱圆柱型芯模，使带孔型拉拔外模的肋槽与带棱圆柱型芯模上的直棱对正，带棱圆柱型芯模用连接杆固定，通过液压拉拔机或链条拉拔机匀速拉拔，拉拔速度范围0.5m/min至3m/min。

所述的带肋薄壁包壳管的生产工艺，为了确保金属充型饱满完全形成肋条，坯料管变形量设计为，外径减径量大于或等于10％，壁厚减薄率大于或等于10％。