权利要求
1.一种锆及锆合金板材退火压校平装置，其特征在于，包括：
承压底板(1)，用于承托锆板材或锆合金板材;
多个框架(2)，所述框架(2)由分别设置于承压底板(1)宽度方向两侧的两个立柱(21)以及设置于两个立柱(21)之间的横梁(22)组成;
至少一个施压组件(3)，设置于横梁(22)上，所述施压组件(3)由压头(31)以及用于调节压头(31)施压压力的压力调节器(32)组成;
多个盖板(4)，位于压头(31)与承压底板(1)之间，用于增大压头(31)的施压面积。
2.根据权利要求1所述一种锆及锆合金板材退火压校平装置，其特征在于：所述承压底板(1)与锆板材或锆合金板材相接触一侧的平面度优于0.05mm，粗糙度优于Ra0.4μm。
3.根据权利要求1所述一种锆及锆合金板材退火压校平装置，其特征在于：所述压头(31)的热膨胀量大于框架(2)的热膨胀量。
4.根据权利要求1所述一种锆及锆合金板材退火压校平装置，其特征在于：所述压力调节器(32)包括固定设置于横梁(22)上的螺母以及与螺母螺纹连接的螺柱，所述螺柱底端与压头(31)转动连接。
5.一种锆及锆合金板材退火压校平方法，利用权利要求1-4任意一项所述的一种锆及锆合金板材退火压校平装置，其特征在于，包括如下六个步骤：
步骤一、将压校平装置水平放置在真空退火炉的炉底板上;
步骤二、将待退火的锆板材或锆合金板材水平放置在压校平装置的承压底板(1)上;
步骤三、在待退火的锆板材或锆合金板材表面铺设盖板(4)，调节压力调节器(32)，使压头(31)压紧盖板(4)，并处于设定压力;
步骤四、按照设定工艺进行板材真空退火;
步骤五、真空退火结束后，提升压校平装置的压头(31)，取出锆板材或锆合金板材;
步骤六、对退火及压校平后的板材进行平面度检验。
6.根据权利要求5所述一种锆及锆合金板材退火压校平方法，其特征在于：步骤一中所述压校平装置放置前需先清理炉底板表面灰尘及锈渍，且炉底板的平面度需优于0.05mm。
7.根据权利要求5所述一种锆及锆合金板材退火压校平方法，其特征在于：步骤四中所述板材真空退火过程中，炉内真空度需优于1×10-2Pa后开始升温，在500~700℃下保温2~8h，随炉冷却至150℃以下出炉。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及材料成型技术领域，尤其涉及一种锆及锆合金板材退火压校平装置及方法。
背景技术
[0002]这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
[0003]锆及锆合金因其耐腐性好，热中子吸收截面低等特性，主要用于化工防腐及核电站堆芯结构领域。锆及锆合金板材的使用工况对尺寸精度要求极高，特别是同板差和平面度有极高要求，比如某核电用锆合金板材要求同板差≤0.04mm，平面度≤0.06mm。常规板材在热处理或表面处理后，尺寸精度难以满足要求。
[0004]目前，改善锆及锆合金板材平面度的主要方法包括板材矫直和退火配重压校平两种。其中，板材矫直方式虽能显著改善平面度，但矫直过程中的反复反弯变形会恶化锆及锆合金的塑性性能，导致材料性能不合格的风险显著增加。而退火配重压校平方法通过重力配重块施加压力，虽不会损害材料性能，但锆及锆合金板材平面度的改善效果与配重重量及来料状态密切相关。在实际生产中，由于真空退火炉的装载重量受限，采用配重压校平时单炉装炉量较常规热处理方式急剧减少，导致生产效率极低，严重制约了工业化批量生产，经济效益不佳。
发明内容
[0005]本发明的目的就是针对目前上述之不足，而提供一种锆及锆合金板材退火压校平装置及方法，实现高效率、大批量生产的目的。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种锆及锆合金板材退火压校平装置，包括：
承压底板，用于承托锆板材或锆合金板材;
多个框架，所述框架由分别设置于承压底板宽度方向两侧的两个立柱以及设置于两个立柱之间的横梁组成;
至少一个施压组件，设置于横梁上，所述施压组件由压头以及用于调节压头施压压力的压力调节器组成;
多个盖板，位于压头与承压底板之间，用于增大压头的施压面积。
[0007]进一步的，所述承压底板与锆板材或锆合金板材相接触一侧的平面度优于0.05mm，粗糙度优于Ra0.4μm。
[0008]进一步的，所述压头的热膨胀量大于框架的热膨胀量。
[0009]进一步的，所述压力调节器包括固定设置于横梁上的螺母以及与螺母螺纹连接的螺柱，所述螺柱底端与压头转动连接。
[0010]一种锆及锆合金板材退火压校平方法，利用任意一项所述的一种锆及锆合金板材退火压校平装置，包括如下六个步骤：
步骤一、将压校平装置水平放置在真空退火炉的炉底板上;
步骤二、将待退火的锆板材或锆合金板材水平放置在压校平装置的承压底板上;
步骤三、在待退火的锆板材或锆合金板材表面铺设盖板，调节压力调节器，使压头压紧盖板，并处于设定压力;
步骤四、按照设定工艺进行板材真空退火;
步骤五、真空退火结束后，提升压校平装置的压头，取出锆板材或锆合金板材;
步骤六、对退火及压校平后的板材进行平面度检验。
[0011]进一步的，步骤一中所述压校平装置放置前需先清理炉底板表面灰尘及锈渍，且炉底板的平面度需优于0.05mm。
[0012]进一步的，步骤四中所述板材真空退火过程中，炉内真空度需优于1×10-2Pa后开始升温，在500~700℃下保温2~8h，随炉冷却至150℃以下出炉。
[0013]本发明的有益效果体现在：
本发明，利用专用压校平装置，在锆及锆合金板材强度降低时保持垂直于板材的强大压力，相比传统的压块配重压校平，显著改善了锆及锆合金板材的平面度，同时提高了真空退火效率。
附图说明
[0014]图1为本发明的立体视图;
图2为本发明的侧视图。
[0015]图中：
1、承压底板;
2、框架;21、立柱;22、横梁;
3、施压组件;31、压头;32、压力调节器;
4、盖板。
具体实施方式
[0016]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017]请参阅图1-2，本发明公开了一种锆及锆合金板材退火压校平装置，包括：
承压底板1，用于承托锆板材或锆合金板材;
多个框架2，框架2由分别设置于承压底板1宽度方向两侧的两个立柱21以及设置于两个立柱21之间的横梁22组成;
至少一个施压组件3，设置于横梁22上，施压组件3由压头31以及用于调节压头31施压压力的压力调节器32组成;
多个盖板4，位于压头31与承压底板1之间，用于增大压头31的施压面积。
[0018]本发明，结构简单，通用性好，可在真空退火炉上利用该装置同时退火与校平板材，通过设置于框架2上的施压组件3对放置于承压底板1上的板材施加压力，相比与配重压块，重量显著降低，可提高锆及锆合金板材的退火装炉量，同时因施压时只需要单层盖板4，热传导更快，能有效缩短退火降温时间，进而能够显著提高锆及锆合金退火与校平的效率，能够满足工业化批量生产。
[0019]在一实施例中，承压底板1与锆板材或锆合金板材相接触一侧的平面度优于0.05mm，粗糙度优于Ra0.4μm。
[0020]这样设计，能够确保承压底板1与炉底板充分贴合，为高精度锆及锆合金板材压校平提供基准。
[0021]优选的，承压底板1采用厚度20~50mm的42CrMo钢板，且承压底板1与框架2采用焊接或螺纹连接的方式拼接。
[0022]在一实施例中，压头31的热膨胀量大于框架2的热膨胀量。
[0023]这样设计，使得高温下压头31的热膨胀量大于框架2，能确保高温下校平压力不下降。
[0024]优选的，框架2的材质为42CrMo钢板，其热膨胀系数为(11~14)×10-6/℃，优选的，压头31的材质为310S不锈钢，其热膨胀系数为(14~16)×10-6/℃。
[0025]在一实施例中，压力调节器32包括固定设置于横梁22上的螺母以及与螺母螺纹连接的螺柱，螺柱底端与压头31转动连接。
[0026]这样设计，通过转动螺柱控制各压头31的压力即可确保同批次产品校平压力处于同一水平，有助于提高产品性能的一致性。
[0027]具体的，各框架2上均设置有多个施压组件3，每个压头31的压紧力为10KN~30KN，确保锆及锆合金板材所受压强在10MPa~30MPa，相比压块配重的施压方法，压力范围显著增加，从而能有效改善锆及锆合金板材平面度，而为了方便操作人员判断压力调节是否到位，可采用数显扭力扳手对螺柱进行调节，在同一类型板材处理前，先通过压力测量设备监测各阶段扭力值与压力值的对照关系，并汇总为对照表格，后期在对该类型板材施压时，便可以通过查找对照表格上的相应数据并与扭力扳手上显示的扭力数据对照，来判断是否达到设定值。
[0028]一种锆及锆合金板材退火压校平方法，利用任意一项的一种锆及锆合金板材退火压校平装置，包括如下六个步骤：
步骤一、将压校平装置水平放置在真空退火炉的炉底板上;
步骤二、将待退火的锆板材或锆合金板材水平放置在压校平装置的承压底板1上;
步骤三、在待退火的锆板材或锆合金板材表面铺设盖板4，调节压力调节器32，使压头31压紧盖板4，并处于设定压力;
步骤四、按照设定工艺进行板材真空退火;
步骤五、真空退火结束后，提升压校平装置的压头31，取出锆板材或锆合金板材;
步骤六、对退火及压校平后的板材进行平面度检验。
[0029]优选的，步骤一中压校平装置放置前需先清理炉底板表面灰尘及锈渍，且炉底板的平面度需优于0.05mm，通过高精度炉底板平面度能够确保压校平装置与炉底板充分贴合。
[0030]优选的，步骤二中待退火的锆板材或锆合金板材水平放置厚度为20~50mm，该厚度的板材能够确保其处于压校平装置的加工能力范围内，同时确保真空退火时，锆板材或锆合金板材的热透时间差小于30分钟，有利于提高板材性能的一致性，同时装炉量相比传统重力压块配重时增加1倍以上，显著提高了生产效率。
[0031]优选的，步骤四中板材真空退火过程中，炉内真空度需优于1×10-2Pa后开始升温，在500~700℃下保温2~8h，随炉冷却至150℃以下出炉，能够保证锆板材或锆合金板材在真空退火过程中不发生氧化，同时能够充分发生再结晶，有助于提高锆板材或锆合金板材的综合性能。
[0032]需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033]另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0034]另外，“多个”指两个以上。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(2)
声明：
“锆及锆合金板材退火压校平装置及方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：西安西部新锆科技股份有限公司
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