一種釔用Ta10W合金坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及熔煉和焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種釔用TalOW合金坩堝。
【背景技術(shù)】
[0002] 金屬釔大量應(yīng)用于電子器件中，釔的純度直接影響了其材料性能及使用效果，因 此金屬釔應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是釔的制備及提純技術(shù)。而釔作為稀土金屬，具有極高的活性，極 易氧化，并且能與大多數(shù)金屬形成固溶體，所以釔的提純對(duì)坩堝的材質(zhì)有苛刻的要求。目 前，應(yīng)用較為普遍的是鎢坩堝，如申請(qǐng)?zhí)枮?01410516448. 9(公開(kāi)號(hào)為CN104289714A)的 中國(guó)發(fā)明專利《一種稀土用鎢坩堝的制備方法》。鎢坩堝所用的原料鎢硬度大，機(jī)械加工困 難，所以一般鎢坩堝制作時(shí)采用粉末燒結(jié)工藝，制作過(guò)程復(fù)雜，能耗大，且由于鎢韌性差，在 燒結(jié)過(guò)程中容易出現(xiàn)裂紋，造成成品率低，使用壽命短等問(wèn)題。
[0003] TalOW合金是一種高密度、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的合金，具有很好的高溫強(qiáng)度、延展性、 可焊性和耐腐蝕性能，適用于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕等惡劣工作環(huán)境，利用TalOW為原料制作 坩堝，理論上可以解決鎢坩堝存在的上述問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而提供一種加工方便且使用壽 命長(zhǎng)的釔用TalOW合金坩堝。
[0005] 本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種釔用TalOW合金坩堝， 包括坩堝本體，其特征在于，所述坩堝本體包括鍋體和鍋底，該鍋底上端插入鍋體一端而連 接形成坩堝本體，且連接處的鍋底上端外周面與鍋體端部?jī)?nèi)周面分別形成用于連接鍋體與 鍋底的搭接面。
[0006] 作為優(yōu)選，所述搭接面沿坩堝本體高度方向的長(zhǎng)度為5~8mm，有利于鍋體與鍋底 穩(wěn)固連接而形成坩堝本體。
[0007] 為使坩堝本體內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，作為優(yōu)選，所述搭接面處形成有用于連接鍋體內(nèi)壁 與鍋底外壁的第一焊接縫；進(jìn)一步，所述鍋體由TalOW合金板卷合而成且板的邊沿對(duì)接面 形成有縱向的第二焊接縫。
[0008] 作為優(yōu)選，所述鍋體呈圓筒狀，其內(nèi)徑為150~200mm，高度為150~200mm，厚度 為 1. 0 ~1. 8mm。
[0009] 作為優(yōu)選，所述鍋底呈圓盆狀，其外徑為150~200mm，高度為25~35mm，鍋底壁 厚度為1. 5~2. 0m。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型中的坩堝由TalOW合金制 成，耐高溫、耐腐蝕，可廣泛應(yīng)用金屬釔加工，同時(shí)該坩堝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由鍋體和鍋底兩部分組 裝加工而成，可方便調(diào)整鍋底的高度及厚度，從而提高坩堝的整體使用壽命，降低成本，鍋 體與鍋底的組裝過(guò)程中形成搭接面，不僅方便坩堝的加工制造，而且也可使坩堝整體結(jié)構(gòu) 穩(wěn)固，提高成品率以及成品坩堝的質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中釔用TalOW合金坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中釔用TalOW合金坩堝的結(jié)構(gòu)分解圖；
[0013] 圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中釔用TalOW合金坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖4為圖3的俯視圖；
[0015] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中鍋底制備過(guò)程中所用沖壓磨具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖6為圖5的俯視圖；
[0017]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例中第一焊接縫電子束焊接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0019] 如圖1~4所示，一種釔用TalOW合金坩堝，用于金屬釔的熔融和提純等加工，包 括坩堝本體1，而坩堝本體1包括鍋體2和鍋底3,鍋底3上端插入鍋體2 -端而連接形成 坩堝本體1，且連接處的鍋底3上端外周面與鍋體2端部?jī)?nèi)周面分別形成用于連接鍋體2和 鍋底3的搭接面5。鍋體2由TalOW合金板卷合而成且板的邊沿對(duì)接面形成有縱向的第二 焊接縫6,上述搭接面5沿坩堝本體1高度方向的寬度d為5~8mm且搭接面5處形成有 用于連接鍋體2內(nèi)壁與鍋底3外壁的第一焊接縫4。鍋體2呈圓柱狀，其內(nèi)徑R為150~ 200mm，高度hi為150~200mm，厚度為1. 0~1. 8mm。鍋底3呈圓盆狀，其外徑r為150~ 200mm，高度h2為25~35mm，鍋底3壁厚度為1. 5~2. 0m。
[0020] 釔用TalOW合金坩堝通過(guò)電子束焊接法焊接而成，具體過(guò)程如下：
[0021] (1)用有機(jī)溶劑清除TalOW合金板邊沿對(duì)接面處的油污，接著用夾具夾持TalOW 合金板對(duì)接面之間的間隙<〇.〇3mm，然后將其固定在電子束焊機(jī)真空室內(nèi)并抽真空至 10 3Pa〇
[0022] (2)依次進(jìn)行聚焦焊接和散焦焊接形成第二焊接縫6,從而制成鍋體2,其中聚焦 焊接的焊接工藝參數(shù)如下：電子束焦距為205~210mm，焊接電壓為135~140KV，焊接電 流為2~5mA，焊接速度為295~305mm/min;散焦焊接的焊接工藝參數(shù)如下：電子束焦距 為250~255mm，焊接電壓為135~140KV，焊接電流為3~6mA，焊接速度為275~280mm/ min〇
[0023] (3)用TalOW合金板經(jīng)沖壓模具沖壓成盆狀鍋底3,沖壓模具結(jié)構(gòu)如圖5、6所示， 清理鍋底3上端邊沿的毛刺，清除鍋底3上端外周面軸向5~8mm范圍內(nèi)的油污；
[0024] (4)將鍋底3上端插入鍋體2 -端并使搭接面5沿坩堝本體1高度方向的寬度為 5~8_，從而將鍋底3與鍋體2組裝在一起形成坩堝本體1，由上可見(jiàn)，坩堝本體1的高度 Η(即坩堝的高度）為167~230mm;
[0025] (5)夾持組裝在一起的坩堝本體1，將其固定在電子束焊機(jī)真空室內(nèi)并使坩堝本 體與電子束成55~65°角（如圖7中的α角所不）；
[0026] (6)依次進(jìn)行聚焦焊接和散焦焊接形成第一焊接縫4,其中聚焦焊接的焊接工藝 參數(shù)如下：電子束焦距為200~205mm，焊接電壓為135~140KV，焊接電流為3~5mA，焊 接速度為300~305mm/min;散焦焊接的焊接工藝參數(shù)如下：電子束焦距為250~255mm，焊 接電壓為135~140KV，焊接電流為3~6mA，焊接速度為275~280mm/min。
[0027] 以下通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步闡述：
[0028] 實(shí)施例1 :
[0029] 本實(shí)施例中的坩堝高度為170mm，內(nèi)徑為150mm，鍋體厚度為1mm，底部厚度為 1. 5mm，制備過(guò)程如下：
[0030] (1)把厚度1mm的TalOW合金板剪切成150mmX477mm的矩形板，用卷板機(jī)將其 卷成內(nèi)徑150mm，高150mm的圓筒狀；用丙酮擦洗去掉合金板邊沿對(duì)接面上及周圍5mm范 圍內(nèi)的油污，然后將其用夾具夾持并使對(duì)接面之間間隙< 〇.〇3mm，然后將其水平固定在 EBW1500/30-150CNC電子束焊機(jī)的真空室內(nèi)，抽真空至10 3Pa。
[0031] (2)按表1的焊接參數(shù)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，然后施焊，焊接兩遍形成第二焊接縫， 從而制成鍋體，其中第一遍為聚焦焊接，第二遍為散焦焊接，焊后表面光滑、無(wú)焊偏及焊坑。 [0032]表1