核燃料防屑板的激光增材制造技術研究

張麗英 秦國鵬

摘要：壓水堆核燃料防屑板屬于精密加工零件，產品的尺寸精度和力學性能要求非常高。防屑板目前采用電火花加工工藝，需要在210 mm2左右的方形薄板上加工上千個異形方孔，單件零件加工周期長且效率低。為適應自主化新型核燃料量產需求，有必要對國際上先進的激光制造技術進行研究，找到兼顧質量和效率的新型加工方法。文中項目從原材料制備、制造工藝、后處理方法等角度，研究了先進激光SLM制造技術在核燃料防屑板產品加工中的應用。研究結果對解決自主化核燃料制造技術難題、提高核燃料制造技術水平具有重要的意義。

關鍵詞：核燃料;防屑板;可時效硬化奧氏體不銹鋼;激光3D打印;SLM

中圖分類號：TN249 文獻標志碼：A 文章編號：1001-2303（2020）07-0104-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.07.16

0 前言

防屑板的作用是過濾通過核燃料的冷卻水流中的碎屑和異物，防止核燃料受異物刮傷而破損，它是壓水堆核燃料的重要零件之一。防屑板為核反應堆芯產品，設計工作溫度與一回路冷卻劑工作溫度（約300 ℃）相同，按照熱工-機械設計標準分類屬于正常和事故運行工況第2類零件[1]，高溫性能要求不高。但反應堆內工作環境嚴苛，設計文件對防屑板的尺寸精度、組織成分、耐磨性、抗腐蝕性能等要求很高。其外形如圖1所示，性能技術要求如表1所示。防屑板尺寸約為210 mm×210 mm×3 mm，薄板上集中分布有1 864個方形孔，25個圓形孔，制造難度大。為適應自主化新型核燃料的量產需求，有必要對國際上先進的激光增材制造技術進行研究，找到高效的制造方法。……