本發(fā)明屬于質(zhì)譜儀，具體為一種應(yīng)用于電感耦合等離子體質(zhì)譜(icp-ms)的耐高溫長壽命采樣錐。

背景技術(shù)：

1、icp-ms，全稱inductively?coupled?plasma?mass?spectrometry，指電感耦合等離子體質(zhì)譜。由icp焰炬、接口裝置、質(zhì)譜儀組成。接口錐是接口裝置的主要部件，通常由采樣錐和截取錐組成，接口錐對離子流的傳輸效率起著關(guān)鍵作用，直接決定儀器的檢出限和穩(wěn)定性。接口錐部件工作環(huán)境惡劣，處于高溫(約1000℃)和酸堿環(huán)境，因此要求接口錐部件滿足耐高溫、耐蝕和導(dǎo)熱性能良好。在現(xiàn)有的公開文件中，如專利wo2018163576a1公開了用于電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的等離子體錐體、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、用于電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的等離子體錐體的制造方法。通過各種鍍膜方法在等離子體錐體的表面鍍鉑、鉑以外的鉑族金屬、合金或它們的合金薄膜。該發(fā)明能夠在不犧牲靈敏度(離子強度)的情況下降低雜質(zhì)背景，進一步提高錐體耐久性。如專利us5793039a公開了質(zhì)譜儀、截取錐組件、截取錐及其制造方法。其中圓錐體采用模壓成型，其制造方法比機械加工明顯容易，從而可降低生產(chǎn)成本。如專利cn2510862y公開了一種電感耦合等離子體質(zhì)譜接口裝置，由采樣錐和截取錐構(gòu)成，采樣錐與截取錐軸向同心，采樣錐和截取錐錐孔端厚度為0.2mm～0.5mm，由耐蝕、耐高溫的金屬材料制成。

2、但，現(xiàn)有的技術(shù)中接口錐存在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和材料單一或不同材料結(jié)合面積小，結(jié)合不充分，耐高溫性能差的問題；因此仍然存在易變形的問題。此外現(xiàn)有專利中很少涉及接口錐制備工藝方法，傳統(tǒng)的模壓成型或者機械加工工藝制備的單一材質(zhì)或簡易結(jié)構(gòu)的接口錐部件，難以在高溫酸堿腐蝕嚴苛工作環(huán)境中長壽命使用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對背景技術(shù)中存在的易變形、壽命短的問題，本發(fā)明提供了一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，技術(shù)方案為：包括：

2、步驟1、準(zhǔn)備金屬板材：準(zhǔn)備兩塊耐高溫耐蝕金屬板材，以及一塊高導(dǎo)熱性能金屬板材；

3、步驟2、對上層耐高溫耐蝕金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)、對高導(dǎo)熱性能金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)和對下層耐高溫耐蝕金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)：

4、所述對上層耐高溫耐蝕金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)包括：加工出上板接觸臺階和內(nèi)層的上板接觸面，在上板接觸面的表面車出環(huán)狀齒部；

5、所述對下層耐高溫耐蝕金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)包括：加工出下板接觸臺階和內(nèi)層的下板凸臺，在下板接觸臺階的表面和下板凸臺的表面車出環(huán)狀齒部；

6、所述對高導(dǎo)熱性能金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)包括：將高導(dǎo)熱性能金屬板材加工成截面為矩形的環(huán)狀，在高導(dǎo)熱性能金屬板材的上下端面車出環(huán)狀齒部，高導(dǎo)熱性能金屬板材上端面和下板凸臺拼裝后的環(huán)狀齒部與上板接觸面的環(huán)狀齒部匹配，高導(dǎo)熱性能金屬板材的下端面的環(huán)狀齒部與下板接觸臺階的環(huán)狀齒部匹配；

7、步驟3、組裝并焊接：將有拼裝結(jié)構(gòu)的上層耐高溫耐蝕金屬板材、高導(dǎo)熱性能金屬板材和下層耐高溫耐蝕金屬板材拼裝到一起；采用電子束焊接技術(shù)將上層耐高溫耐蝕金屬板材與下層耐高溫耐蝕金屬板材的拼接界面焊接，然后進行擴散焊接，制成第一結(jié)構(gòu)件；

8、步驟4、結(jié)構(gòu)件成型：采用塑性成形將第一結(jié)構(gòu)件做成錐形結(jié)構(gòu)。

9、所述上板接觸臺階外還加工有上板焊接處臺階，所述下板接觸臺階外還加工有下板焊接處臺階。

10、所述上板焊接處臺階和所述下板焊接處臺階貼合。

11、耐高溫耐蝕金屬板材為熔點＞1200℃的高純鎳、鎳基高溫合金或不銹鋼；高導(dǎo)熱性能金屬板材為熱導(dǎo)率＞90w/(m·k)的銅或銅合金。

12、所述環(huán)狀齒部的齒尖角度50°～70°，車齒間距0.4～0.6mm，車齒高度0.2～0.4mm。

13、步驟3的復(fù)合焊接后，耐高溫耐蝕金屬與高導(dǎo)熱材料金屬接合率≥99％。

14、有拼裝結(jié)構(gòu)的上層耐高溫耐蝕金屬板材和有拼裝結(jié)構(gòu)的耐高溫耐腐蝕金屬下層板材的外徑相同，均為50～55mm；有拼裝結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱性能金屬板材的外徑是有拼裝結(jié)構(gòu)的上層耐高溫耐蝕金屬板材外徑尺寸的85％～95％，高導(dǎo)熱性能金屬材料的內(nèi)徑為10～13mm。

15、所述擴散焊接時，溫度為450～550℃，保溫時間3～6小時，壓力110mpa～130mpa，真空度≤5*10-3pa。

16、所述耐高溫長壽命采樣錐中高導(dǎo)熱性能金屬材料體積占比：25％～90％。。

17、步驟4之后進行精密加工。

18、本發(fā)明的有益效果在于：通過采用焊接技術(shù)將耐高溫耐蝕金屬材料和高導(dǎo)熱性能金屬材料復(fù)合成第一結(jié)構(gòu)件，并且通過調(diào)整高導(dǎo)熱性能金屬材料體積占比，增強采樣錐的導(dǎo)熱性能，在兩種材料接觸界面加工出齒形結(jié)構(gòu)，提高焊接接合率和焊接強度，增強采樣錐導(dǎo)熱性能和工作強度，最終提高采樣錐的耐高溫性能和延長使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，所述上板接觸臺階外還加工有上板焊接處臺階，所述下板接觸臺階外還加工有下板焊接處臺階。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，所述上板焊接處臺階和所述下板焊接處臺階貼合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，耐高溫耐蝕金屬板材為熔點＞1200℃的高純鎳、鎳基高溫合金或不銹鋼；高導(dǎo)熱性能金屬板材為熱導(dǎo)率＞90w/(m·k)的銅或銅合金。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，所述環(huán)狀齒部的齒尖角度50°～70°，車齒間距0.4～0.6mm，車齒高度0.2～0.4mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，步驟3的復(fù)合焊接后，耐高溫耐蝕金屬與高導(dǎo)熱材料金屬接合率≥99％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，有拼裝結(jié)構(gòu)的上層耐高溫耐蝕金屬板材和有拼裝結(jié)構(gòu)的耐高溫耐腐蝕金屬下層板材的外徑相同，均為50～55mm；有拼裝結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱性能金屬板材的外徑是有拼裝結(jié)構(gòu)的上層耐高溫耐蝕金屬板材外徑尺寸的85％～95％，高導(dǎo)熱性能金屬材料的內(nèi)徑為10～13mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，所述擴散焊接時，溫度為450～550℃，保溫時間3～6小時，壓力110mpa～130mpa，真空度≤5*10-3pa。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8之一所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，所述耐高溫長壽命采樣錐中高導(dǎo)熱性能金屬材料體積占比：25％～90％。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法，其特征在于，步驟4之后進行精密加工。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種耐高溫長壽命采樣錐的制作方法；包括：步驟1、準(zhǔn)備金屬板材：準(zhǔn)備兩塊耐高溫耐蝕金屬板材，以及一塊高導(dǎo)熱性能金屬板材；步驟2、對上層耐高溫耐蝕金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)、對高導(dǎo)熱性能金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)和對下層耐高溫耐蝕金屬板材加工出拼裝結(jié)構(gòu)；步驟3、組裝并焊接：將有拼裝結(jié)構(gòu)的上層耐高溫耐蝕金屬板材、高導(dǎo)熱性能金屬板材和下層耐高溫耐蝕金屬板材拼裝到一起；采用電子束焊接技術(shù)將上層耐高溫耐蝕金屬板材與下層耐高溫耐蝕金屬板材的拼接界面焊接及擴散焊接制成第一結(jié)構(gòu)件；步驟4、結(jié)構(gòu)件成型：采用塑性成形將第一結(jié)構(gòu)件做成錐形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明強采樣錐的導(dǎo)熱性能，提高采樣錐的耐高溫性能和延長使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：張曉娜,尚再艷,劉丹,王紹帥,陳玉瑤,何金江,郭力山
受保護的技術(shù)使用者：有研億金新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30