CN106881463A - 一种筒状或杯状钨钼制品的制造方法 - Google Patents

一种筒状或杯状钨钼制品的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种筒状或杯状的钨钼制品的制造方法。包括如下步骤：(1)压制粉料，获得相应半成品；如钨筒、钨坩埚、钼筒或钼坩埚半成品；(2)在半成品的端口外周处开环形槽；槽深2～15mm，槽宽2～15mm；(3)将开槽后的半成品，外周开槽一端放置于舟皿上，烧结获得成品毛坯；(4)成品毛坯加工。采用本发明方法，减少制品端口部位在烧结收缩时的喇叭状外延变形抗力，制品开槽端的喇叭状变形开口度增大，使喇叭状外延变形能在短距离内完成，喇叭口变形部位的高度下降；而且端口的环形槽，能有效阻止制品烧结时局部开裂的裂纹，向槽口以上延伸。所获得的成品端口内径和外径尺寸均匀、内壁光洁平整，烧结坯加工余量小，加工成本下降，加工时间大大缩短，生产效率提高。

Description

一种筒状或杯状钨钼制品的制造方法
技术领域
本发明涉及一种筒状(上、下端开口)或杯状(一端开口、一端带底)粉末冶金工艺制品，特别是一种筒状或杯状钨钼制品的制造方法，包括钨坩埚、钼坩埚、钨筒、钼筒等。
背景技术
筒状或杯状钨钼制品，被广泛用于稀土冶炼、石英玻璃、电子喷涂、晶体生长等行业。目前，以杯状的钨坩埚烧结方法为例，是将钨坩埚半成品底部朝下，端口朝上放置于烧结炉内高温烧结。烧结时，钨坩埚粉坯上端口处于自由收缩状态，在高温下，端口易产生变形。烧结后钨坩埚直径方向的椭圆度较大，为了获得满足工艺尺寸要求的产品，只能是通过增加壁厚的方式先获得半成品，再通过机械加工的方式去除烧结毛坯余量的方式，来满足成品尺寸的加工要求。采用该方式生产钨坩埚，材料浪费大，制品需加工去除的部分约占毛坯重量的50％，加工时间长；甚至，在出现椭圆度过大时，因加工量不足，导致报废，造成较大的经济损失。
筒状的钨筒的烧结方法，与钨坩埚的烧结相比，上端口(即不与舟皿接触的那一端)也有其类似之处。将钨筒产品上端朝上，下端放置在舟皿上，钨筒上端口在高温下，遇到的问题同上述的钨坩埚，易产生变形，烧结后径向椭圆度较大；下端由于受到来自于底部舟皿的摩擦阻力，且阻力基本一致，与上端烧结时的自由收缩相比，其在径向椭圆度较小；但是，由于烧结时与舟皿接触的下端口部份收缩受阻，烧结后的下端口呈喇叭形，内径尺寸超过工艺尺寸要求。而且产品还会出现从下端口向上端部方向延伸的局部裂纹。为了获得满足工艺尺寸和质量要求的产品，只能通过预先增加半成品的高度和厚度，再采用机械加工的方式，将烧结毛坯尺寸超差或出现裂纹的部分去除，来满足成品尺寸的工艺要求。但是上端自由收缩的端口部位容易出现的资料的不足也同通常加工去除部份的重量约占毛坯重量的30-50％，材料浪费，加工时间，制造成本的问题同上。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种材料浪费少、生产制备时间短的一种筒状或杯状钨钼制品的制造方法。
为了实现上述目的，本发明的采用以下技术方案：
(1)压制粉料，获得相应半成品；如钨筒、钨坩埚、钼筒或钼坩埚半成品。
(2)在半成品的端口外周处开环形槽；槽深2～15mm，槽宽2～15mm。
(3)将开槽后的半成品，外周开槽一端放置于舟皿上，烧结获得成品毛坯。
(4)成品毛坯加工。
本发明的技术方案与现有技术相比，通过在半成品的端口(如果是杯状的，则为与底部相对的开口一端；如果是筒状，则为任意开口一端)外周开环形槽，将开槽的这端放置于舟皿上，减小了制品端口部位在烧结收缩时的喇叭状外延变形抗力，制品开槽端的喇叭状变形开口度增大，使喇叭状外延变形能在短距离内完成，喇叭口变形部位的高度下降；而且端口的环形槽，能有效阻止制品烧结时局部开裂的裂纹，向槽口以上延伸。
进一步的改进，所述环形槽的高度为3-20mm。槽的高度即为环形槽槽底部距离开槽端端口底端的距离，在有2个以上的环形槽时，槽高是指最下面的环形槽(最靠近开槽端端口)槽底部距离端口底端的距离，通过优选槽高距离，可以获得较佳的端口部位的外延变形抗力和端口的喇叭状变形开口度，同时对局部裂纹的产生和阻止效果较佳。
进一步的改进，所述环形槽为2-10个。每个槽深2-15mm，槽宽2-15mm，槽间距为5-30mm。端口处设置多条环形槽，尤其是密集分布的环形槽对减小端口部位的喇叭状变形抗力，增大制品喇叭状变形开口度和对局部裂纹的阻止作用改进效果更好。
进一步的改进是，舟皿上铺设一层氧化锆砂，并将所述的半成品外周开槽一端放置在氧化锆砂上。舟皿上铺设氧化锆砂的目的，是使半成品与舟皿不直接接触，降低半成品烧结收缩时的摩擦阻力，也可避免烧结时半成品与舟皿发生粘结，减少烧结制品端口处的喇叭口变形高度。
采用本发明生产出来的筒状或杯状的钨钼制品，端口内、外径尺寸均匀，内壁光洁平整，呈喇叭状变形部位的高度大大缩短，而且裂纹不会延展到环形槽以上的部位，烧结坯加工余量小，加工丢弃的毛坯材料占毛坯重量的20％以下，较佳实施例的加工量小于10％，加工时间大大缩短，生产效率高。加工成本也大大下降。
说明书附图
图1是本发明实施例1的半成品开槽示意图；
图2是本发明实施例1烧结后的成品毛坯示意图；
图3是本发明实施例3的半成品开槽示意图。
图4是本发明实施例3的烧结装舟示意图；
图5是本发明图3的P部放大图。
图6是本发明实施例2的半成品开槽示意图；
图7是本发明实施例2烧结后的成品毛坯示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1
一种钨坩埚，其制造方法具体步骤如下：
(1)压制粉料，获得半成品；包括底部4和端口5。钨坩埚半成品高度为500mm，壁厚为12mm，端口底端的内径为340mm。
(2)在半成品的端口外周开有环形槽3。产品形状如图1所示。
(3)将开槽后的半成品底部朝上，端口朝下放置在舟皿上烧结，获得的烧结成品毛坯如图2所示，其端口形成喇叭口7。
(4)成品毛坯加工。加工后的钨坩埚成品高度为385mm，壁厚为10mm，端口底端的内径为283mm；
上述实施例的槽型工艺和成品加工、检测具体见表1。其中槽高H是指槽底部距离端口底端6的距离，在有2条以上的环形槽时，槽高H是指最下面的环形槽的槽底部距离端口底端6的距离；槽距C是相邻槽的中心距。端口椭圆度是指在同一水平切面的内径尺寸最大值与最小值的差值；加工量是指加工丢弃重量与毛坯重量比值；以下同。
实施例2
一种钨筒，其制造步骤基本同实施例1。
(1)压制粉料，获得上下端开口的半成品。钨筒半成品高度为660mm，壁厚为25mm，下端口底端的内径为470mm；
(2)在半成品的下端口外周开有一条环形槽3。产品形状如图6所示。
(3)将开槽后的半成品下端放置在舟皿上烧结，获得的烧结成品毛坯如图7所示，其下端口形成喇叭口7。
(4)成品毛坯加工。加工后的钨坩埚成品高度为450mm，壁厚为20mm，下端口底端的内径为390mm；
上述实施例的槽型工艺和成品加工、检测具体见表1。其中槽高H是指环形槽槽底部距离下端口底端6的距离，在有2条以上的环形槽时，槽高H是指最下面的环形槽(即距离下端口最近)的槽底部距离端口底端6的距离；槽距C是相邻槽的中心距。端口椭圆度是指在同一水平切面的内径尺寸最大值与最小值的差值；加工量是指加工丢弃重量与毛坯重量比值；以下同。
实施例3
一种钨坩埚，其制造方法基本同实施例1，
其中步骤(2)在半成品的端口外周开有环形槽3。开槽后的产品形状如图3、图5所示。
步骤(3)如图4所示，将开槽后的半成品底部朝上，端口朝下，倒扣放置在铺设有氧化锆砂的舟皿1上；烧结后获得烧结成品毛坯。
上述实施例的槽型工艺和成品加工、检测具体见表1。
实施例4
一种钨坩埚，其制造方法基本同实施例3。
上述实施例的槽型工艺和成品加工、检测具体见表1。
实施例5
一种钨坩埚，其制造方法基本同实施例3。
上述实施例的槽型工艺和成品加工、检测具体见表1。
实施例6
一种钨筒，其制造方法基本同实施例2。
其中步骤(2)在半成品的下端口外周开有多条环形槽3。
步骤(3)，将开槽后的半成品下端放置在铺设有氧化锆砂的舟皿上；烧结后获得烧结成品毛坯。
上述实施例的槽型工艺和成品加工、检测具体见表1。
实施例7
一种钨筒，其制造方法基本同实施例6.
上述实施例的槽型工艺和成品加工、检测具体见表1。
表1 单位：mm
上述采用本发明方法不同实施例所获得的各项成品的数据以及成品外观观察，成品内壁光洁平整，与舟皿接触的下端口内径椭圆度均在3mm以内，尺寸均匀，下端部的喇叭口变形高度下降，局部裂纹均没有延伸至槽口上部的区域，产品加工余量小，减少了材料浪费。烧结毛坯变形部位满足后续加工要求，提高了生产效率，节约了生产成本，实现质量和成本双赢。
需要说明的是，本发明方法保护范围不局限于上述实施例的钨坩埚，也可以运用于钼坩埚、钨筒、钼筒等产品。

Claims (8)

1.一种筒状或杯状的钨钼制品的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)压制粉料，获得半成品；
(2)在半成品的端口外周处开环形槽；槽深2～15mm，槽宽2～15mm；
(3)将开槽后的半成品，外周开槽一端放置于舟皿上，烧结获得成品毛坯。
(4)成品毛坯加工。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述环形槽的高度为3-20mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述环形槽为2-10个。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述环形槽槽深2-10mm，槽宽2-10mm，槽间距为5-30mm。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述环形槽的高度为3-15mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤(1)压制粉料，获得钨筒半成品。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述步骤(1)压制粉料，获得钨坩埚半成品。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的方法，其特征在于：
所述步骤(3)舟皿上铺设一层氧化锆砂，将所述的半成品外周开槽一端放置在氧化锆砂上。
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