CN114433842A - 一种热等静压用包套 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种热等静压用包套，所述包套包括容纳槽和盖板，所述容纳槽和盖板的材质为金属钽和/或铌。所述包套可用于1500℃以上的热等静压，且本发明提供了配套的焊接方法，以克服高熔点材料焊接难度大，焊缝容易夹杂氧化物，在使用时开裂的问题。
Description
技术领域
本发明属于靶材制造领域，涉及一种包套，尤其涉及一种热等静压用包套。
背景技术
包套容器：一种密闭容器，用来放置制品，焊接后需将包套抽真空至一定真空度才能进行热等静压，如生产过程中漏气会导致包套鼓包膨胀。热等静压(Hot IsostaticPressing，简称HIP)：是将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。产品的热等静压一般需要置于包套中进行，常用的包套材料有铝、不锈钢等，但是这些材料的熔点不高，不能用于温度1500℃以上的热等静压。
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发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种热等静压用包套，所述包套可用于1500℃以上的热等静压，且本发明提供了配套的焊接方法，以克服高熔点(钽、铌)材料焊接难度大，焊缝容易夹杂氧化物，在使用时开裂的问题。
为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种热等静压用包套，所述包套包括容纳槽和盖板，所述容纳槽和盖板的材质为金属钽和/或铌。
本发明中，选用熔点高达2400℃以上的难熔金属钽和/或铌作为包套的材料，且延展性和韧性都十分出色，可以作为用于高温热等静压的包套材料。
本发明中，容纳槽和盖板为钽板经冲压成型制备得到。
作为本发明优选的技术方案，所述容纳槽的侧壁和底部的厚度为0.5～2mm，如0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm或1.8mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，述盖板的厚度为0.5～2mm，如0.6mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm或1.8mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述盖板的边缘设置有翻边。
作为本发明优选的技术方案，所述容纳槽和盖板装配后，所述翻边顶部高于所述容纳槽的侧壁顶部10～20mm，如11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm或19mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述容纳槽和盖板装配后，所述翻边与所述容纳槽的侧壁的间隙为0～0.5mm，如0.1mm、0.2mm、0.3mm或0.4mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述容纳槽和盖板装配后，采用TIG焊密封。
作为本发明优选的技术方案，所述TIG焊的焊接电流为100～200A，如110A、120A、130A、140A、150A、160A、170A、180A或190A等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述TIG焊的保护气体包括氦气和/或氩气。
优选地，所述保护气体的流量为8～15L/min，如9L/min、10L/min、11L/min、12L/min、13L/min或14L/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，提供的焊接结构以及焊接方式可以提高钽包套焊接密封性能的原因为：该结构采用搭接焊，焊缝受力小，熔深大；采用惰性气体保护，减少金属氧化，同时清理表面氧化膜，防止焊缝氧化物夹杂开裂。
作为本发明优选的技术方案，所述容纳槽和盖板装配前对所述容纳槽和盖板进行清洗。
作为本发明优选的技术方案，所述清洗使用的洗液为氢氟酸和硝酸的混合溶液。
优选地，所述氢氟酸的质量浓度为5～10wt％，如6wt％、7wt％、8wt％或9wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述硝酸的质量浓度为25～30wt％，如26wt％、27wt％、28wt％或29wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种热等静压用包套，所述包套可用于1500℃以上的热等静压，且本发明提供了配套的焊接方法，以克服高熔点(钽、铌)材料焊接难度大，焊缝容易夹杂氧化物，在使用时开裂的问题。
附图说明
图1为本发明具体实施方式提供的包套的容纳槽的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式提供的包套的盖板的结构示意图；
图3为本发明具体实施方式提供的包套的容纳槽和盖板的装配结构示意图；
图4为本发明具体实施方式提供的包套的焊接位置示意图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种热等静压用包套，所述包套包括容纳槽和盖板，结构如图1和2所示，所述容纳槽和盖板的材质为金属钽；
所述容纳槽的侧壁和底部的厚度为0.5mm，所述盖板的厚度为0.5mm；
所述盖板的边缘设置有翻边，所述容纳槽和盖板装配后(装配方式如图3所示)，所述翻边顶部高于所述容纳槽的侧壁顶部10mm，所述翻边与所述容纳槽的侧壁的间隙为0mm。
实施例2
本实施例提供一种热等静压用包套，所述包套包括容纳槽和盖板，结构如图1和2所示，所述容纳槽和盖板的材质为金属钽；
所述容纳槽的侧壁和底部的厚度为2mm，所述盖板的厚度为2mm；
所述盖板的边缘设置有翻边，所述容纳槽和盖板装配后(装配方式如图3所示)，所述翻边顶部高于所述容纳槽的侧壁顶部20mm，所述翻边与所述容纳槽的侧壁的间隙为0.5mm。
实施例3
本实施例提供一种热等静压用包套，所述包套包括容纳槽和盖板，结构如图1和2所示，所述容纳槽和盖板的材质为金属铌；
所述容纳槽的侧壁和底部的厚度为0.8mm，所述盖板的厚度为0.8mm；
所述盖板的边缘设置有翻边，所述容纳槽和盖板装配后(装配方式如图3所示)，所述翻边顶部高于所述容纳槽的侧壁顶部12mm，所述翻边与所述容纳槽的侧壁的间隙为0.1mm。
实施例4
本实施例提供一种热等静压用包套，所述包套包括容纳槽和盖板，结构如图1和2所示，所述容纳槽和盖板的材质为金属铌；
所述容纳槽的侧壁和底部的厚度为1.8mm，所述盖板的厚度为1.8mm；
所述盖板的边缘设置有翻边，所述容纳槽和盖板装配后(装配方式如图3所示)，所述翻边顶部高于所述容纳槽的侧壁顶部18mm，所述翻边与所述容纳槽的侧壁的间隙为0.3mm。
实施例5
本实施例提供一种热等静压用包套，所述包套包括容纳槽和盖板，结构如图1和2所示，所述容纳槽和盖板的材质为金属钽；
所述容纳槽的侧壁和底部的厚度为1mm，所述盖板的厚度为1mm；
所述盖板的边缘设置有翻边，所述容纳槽和盖板装配后(装配方式如图3所示)，所述翻边顶部高于所述容纳槽的侧壁顶部15mm，所述翻边与所述容纳槽的侧壁的间隙为0.2mm。
对比例1
本对比例除了所述翻边顶部与所述容纳槽的侧壁顶部平齐外，其余条件均与实施例5相同。
对比例2
本对比例除了盖板为平板结构外，其余条件均与实施例5相同。
使用TIG焊对实施例1-5以及对比例1和2进行密封焊接，焊接电流为150A，保护气体为氩气，氩气流量为12L/min，焊缝位置如图1所示。装配前对所述容纳槽和盖板进行清洗，清洗为氢氟酸和硝酸的混合溶液，氢氟酸的质量浓度为10wt％，硝酸的质量浓度为25wt％。
对比例3
使用电子束焊接对实施例5提供的容纳槽和盖板进行密封焊接。
使用实施例1-5以及对比例1-3提供的包套进行热等静压处理，具体为钨粉末烧结制坯，温度2000℃，压强150MPa。
对上述热等静压处理后的材料的性能进行测试，其结果如表1所示。
表1
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种热等静压用包套，其特征在于，所述包套包括容纳槽和盖板，所述容纳槽和盖板的材质为金属钽和/或铌。
2.根据权利要求1所述的包套，其特征在于，所述容纳槽的侧壁和底部的厚度为0.5～2mm。
3.根据权利要求1或2所述的包套，其特征在于，所述盖板的厚度为0.5～2mm。
4.根据权利要求1-3任一项所述的包套，其特征在于，所述盖板的边缘设置有翻边。
5.根据权利要求4所述的包套，其特征在于，所述容纳槽和盖板装配后，所述翻边顶部高于所述容纳槽的侧壁顶部10～20mm。
6.根据权利要求4所述的包套，其特征在于，所述容纳槽和盖板装配后，所述翻边与所述容纳槽的侧壁的间隙为0～0.5mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的包套，其特征在于，所述容纳槽和盖板装配后，采用TIG焊密封。
8.根据权利要求7所述的包套，其特征在于，所述TIG焊的焊接电流为100～200A；
优选地，所述TIG焊的保护气体包括氦气和/或氩气；
优选地，所述保护气体的流量为8～15L/min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的包套，其特征在于，所述容纳槽和盖板装配前对所述容纳槽和盖板进行清洗。
10.根据权利要求9所述的包套，其特征在于，所述清洗使用的洗液为氢氟酸和硝酸的混合溶液；
优选地，所述氢氟酸的质量浓度为5～10wt％；
优选地，所述硝酸的质量浓度为25～30wt％。
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