CN101619929B - 紫铜/不锈钢复合板坩埚及制备方法 - Google Patents

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Abstract

复合坩埚的生产方法，包括以下步骤：a对紫铜/不锈钢复合板进行表面检测，超声波探伤处理；b紫铜/不锈钢复合板开焊接坡口，坡口清理，卷制；c对卷制的紫铜/不锈钢复合板进行焊接、校圆、精整处理、射线探伤；焊接时将卷制复合板坩埚筒体进行焊接，先进行筒体内表面的铜焊接，然后进行不锈钢的焊接；d对紫铜/不锈钢复合板筒体及导电法兰进行粗加工；e对复合板筒体和导电法兰进行焊接，筒体与导电法兰的焊接，先对不锈钢层进行焊接，然后进行导电法兰上面铜表面与筒体内表面铜的焊接并热处理；f对焊接好的复合坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；g对复合坩埚进行水压试验。

Description

紫铜/不锈钢复合板坩埚及制备方法
技术领域
本发明涉及复合板坩埚的生产方法，尤其是以紫铜(T2)/不锈钢复合板坩埚的及加工制造生产方法。
背景技术
铜坩埚，也称之为铜结晶器，是真空熔炼的核心部位。大部份有色金属都采用铜坩埚，特别是有些贵重有色金属在真空熔炼中需要使用，所以用途比较广泛。钛及钛合金熔炼90％以上都是采用水冷铜坩埚。工业用铜坩埚熔炼钛、锆及其合金时的寿命一般为500～1000炉次，熔炼钼及钼合金时为100～200次。报废的主要原因是坩埚变扁，出现马鞍形。
目前坩埚有两种生产方法，一种坩埚筒体焊接式和坩埚筒体整体式，焊接式工艺主要是用紫铜板材卷制----焊接----精整---热处理---机加工---导电法兰与筒体焊接-机加工---成品。整体式采用的工艺是紫铜锭-旋锻压---机加工--导电法兰与筒体焊接-机加工---成品。坩埚的主要用途有导电、导热、熔液结晶。整体式坩埚由于采用旋锻压，金属消耗量较大，成本高，而焊接式坩埚经过卷制、焊接，由于紫铜的焊接容易造成气孔等缺陷，返修后比较难以达到熔炼工艺要求，在熔炼铸锭后，焊缝容易拉长及变形，造成坩埚使用寿命缩短。为了解决以上问题，现提出采用紫铜/不锈钢复合板坩埚及其制造方法，通过爆炸焊接的方法生产紫铜/不锈钢复合板(以下简称复合板)。复合板卷制----焊接----精整---热处理---机加工---导电法兰与筒体焊接-机加工---成品，既保证坩埚的强度、变形，也解决坩埚使用寿命的问题，同时节约了大量的紫铜及用户成本的下降的生产方法。
发明内容
本发明的目的是解决坩埚的强度、变形、以及坩埚使用寿命的问题，同时节约大量紫铜的生产方法。
本发明的技术方案是，复合坩埚，紫铜/不锈钢复合板构成坩埚筒体侧壁和法兰，坩埚底为紫铜或紫铜/不锈钢复合板构成，紫铜在坩埚内侧。
复合坩埚的生产方法，包括以下步骤：
a对紫铜/不锈钢复合板进行表面检测，超声波探伤处理。
b紫铜/不锈钢复合板开焊接坡口，坡口清理，卷制。
c对卷制的紫铜/不锈钢复合板进行焊接、校圆、精整处理、射线探伤，可分别采用的不锈钢和铜焊丝。。
d对紫铜/不锈钢复合板筒体及导电法兰(紫铜/不锈钢复合板)进行粗加工。
e对复合板筒体和导电法兰进行焊接，热处理。热处理的工艺条件是：在400-450回火热处理，其工艺条件是：
1)复合板筒体和导电法兰进炉时，炉内温度不高于400℃；
2)升温至400℃后，炉温升温速度50-200℃/h；至600～650℃，保温时间为3h以上，12h以下。
6)在炉内降温后出炉，降温速度50-200℃/h，出炉时，炉温不得高于400℃，出炉后在空气中冷却。回火的次数为1-3次。
f对焊接好的复合坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸。
g对复合坩埚进行水压试验。
所述a步骤紫铜/不锈钢复合板进行探伤处理，探伤要求应符合GB/T 4730.3-2005I级。c步骤将卷制复合板坩埚筒体进行焊接，先进行筒体内表面的铜焊接，然后进行不锈钢的焊接，由于外层是不锈钢，不锈钢焊接性能好，保证了筒体强度和刚度。经校园和精整后对焊缝进行射线探伤，射线探伤符合GB/T 4730.2-2005 I级合格。然后进行热处理。所述e步骤筒体与导电法兰的焊接，先对不锈钢层进行焊接，然后进行导电法兰上面铜表面与筒体内表面铜的焊接。经专门的热处理工艺能消除应力，不变形，使用寿命长。
本发明的有益效果是：解决了紫铜/不锈钢坩埚的强度、变形及使用寿命的问题。因为不锈钢的强度及刚度都好于紫铜，解决了坩埚变形，同时提高了坩埚的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例的生产工艺流程图
图2为本发明实施例紫铜/不锈钢坩埚成品示意图
具体实施方式
紫铜/不锈钢复合板的规格为3/14，需进行超声波探伤处理，探伤要求应符合GB/T4730.3-2005 I级。c步骤将卷制复合板坩埚筒体进行焊接，先采用手工氩弧焊进行筒体内表面的紫铜1焊接，然后采用手工电弧焊进行不锈钢2的焊接，由于外层是不锈钢，不锈钢焊接性能好，保证了筒体强度和刚度。经校园和精整后对焊缝进行射线探伤，射线探伤符合GB/T 4730.2-2005 II级合格。然后进行热处理消除应力。所述e步骤筒体与导电法兰的焊接工艺条件亦如上。

Claims (1)

1.复合坩埚的生产方法，由紫铜/不锈钢复合板构成复合坩埚筒体侧壁和导电法兰，复合坩埚的底为紫铜/不锈钢复合板构成，紫铜在坩埚内侧，其特征是包括以下步骤制备：
a对紫铜/不锈钢复合板进行表面检测，超声波探伤处理；
b紫铜/不锈钢复合板开焊接坡口，坡口清理，卷制；
c对卷制的紫铜/不锈钢复合板进行焊接、校圆、精整处理、射线探伤；焊接时将卷制复合板坩埚筒体进行焊接，先进行筒体内表面的紫铜焊接，然后进行不锈钢的焊接；
d对紫铜/不锈钢复合板筒体及导电法兰进行粗加工；
e对复合板筒体和导电法兰进行焊接和热处理，筒体与导电法兰的焊接，先对不锈钢层进行焊接，然后进行导电法兰上面的紫铜表面与坩埚的筒体内表面紫铜焊接；热处理的工艺条件是：进行回火热处理，回火的次数为2-3次，回火工艺条件是：
1)焊接好的复合板筒体和导电法兰进炉时，炉内温度不高于400℃；
2)升温至400℃后，炉温升温速度50-200℃/h；至600～650℃，保温时间为3h以上，12h以下；
3)在炉内降温后出炉，降温速度50-200℃/h，出炉时，炉温不得高于400℃，出炉后在空气中冷却；
f对焊接好的复合坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；
g对复合坩埚进行水压试验。
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