CN116103765A - 一种烧结态钼坩埚及制备方法 - Google Patents
一种烧结态钼坩埚及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116103765A CN116103765A CN202211263841.2A CN202211263841A CN116103765A CN 116103765 A CN116103765 A CN 116103765A CN 202211263841 A CN202211263841 A CN 202211263841A CN 116103765 A CN116103765 A CN 116103765A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- degrees
- molybdenum crucible
- wall
- blank
- equal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 80
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 6
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- BPJYAXCTOHRFDQ-UHFFFAOYSA-L tetracopper;2,4,6-trioxido-1,3,5,2,4,6-trioxatriarsinane;diacetate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].[Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.[O-][As]1O[As]([O-])O[As]([O-])O1.[O-][As]1O[As]([O-])O[As]([O-])O1 BPJYAXCTOHRFDQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B35/00—Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B35/002—Crucibles or containers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/04—Compacting only by applying fluid pressure, e.g. by cold isostatic pressing [CIP]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
- B22F2003/1053—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding by induction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
- B22F2003/247—Removing material: carving, cleaning, grinding, hobbing, honing, lapping, polishing, milling, shaving, skiving, turning the surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明公开了一种烧结态钼坩埚及制备方法,钼坩埚由粒度3~6um且纯度不小于99.95%的纯钼粉经烧结而成。钼坩埚的制备方法包括如下步骤:准备制作钼坩埚的原料;对原料通过物理性能调控成混料;将调控后的原料装入到模具中;将模具中的原料压制成初坯;将初坯经过粉坯车削成精坯;采用中频烧结方式在氢气将精坯烧结成钼坩埚。本方法生产的钼坩埚使用寿命达到12炉次以上,前3炉变形量不大于8mm,成品密度由10提升到大于10.03,且晶粒度由1500提升到大于2000,烧结尺寸的偏差由1.4%降低至0.5%,烧结椭圆由8mm降低至<4mm,1kg产出的粉末投入由1.9降低至1.3,1kg产出的废屑产生由0.4降低至0.05左右。
Description
技术领域
本发明涉及坩埚技术领域,特别涉及一种烧结态钼坩埚及制备方法。
背景技术
钼坩埚的最高使用温度2150℃±100℃,所以对于坩埚的高温强度,密度及组织的均匀性要求很高。而常规的粉末冶金工艺较为粗犷,不能够有效的控制坩埚的均匀性和烧结收缩及烧结时的变形,为满足最终的产品尺寸要求,需要预留出一定的设计保险系数,导致烧结态存在较大的加工余量。因为烧结态存在的加工余量问题,就会导致制备过程的原料损耗高的问题,同时因为加工余量问题,需要进行后期的金属加工去除材料,导致坩埚本身的表面致密层被去除,进而导致坩埚的强度降低。
传统的热场的材质一般为高温强度更高的钨坩埚,但由于钨坩埚的重量大,因此近年客户有用钼坩埚替换钨坩埚的趋势。客户的热场尺寸也要求越来越大,用质量更轻钼坩埚替换钨坩埚是必然的趋势。目前较为依赖经验值的坩埚生产技术,普遍需要投入较多的粉末去保证成品的产出,导致资源的浪费较大,成本也较高。
前期的钼坩埚使用存在高温强度不足,前3炉使用的晶粒长大情况突出,进而发生变形,导致使用寿命低于8炉次,不能够达到替换钨坩埚的成本效果。同时,高密度及高晶粒度烧结态钼坩埚介绍及制备难点,主要的特点是坩埚为烧结态,具有较高的烧结尺寸精度,同时具有较高的密度,较好的组织形貌,较高的晶粒度。制备难点是制备时的烧结温度与组织形貌的平衡,为保障高温使用的强度需要将烧结温度尽可能的与实际使用温度接近,但过高的烧结温度又会导致晶粒长大。准确的烧结收缩控制技术,这是一个系统的控制方法,涉及制品粉末冶金的多个工序及模具、粉坯的设计,主要是由于粉末必然存在批次的细微差异,而这些差异必然会严重影响坩埚生产的控制,这也是为什么常规的钼坩埚制备过程需要在每个工序都留出较大的设计余量的原因。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种烧结态钼坩埚及制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种烧结态钼坩埚,所述钼坩埚由粒度3~6um且纯度不小于99.95%的纯钼粉经烧结而成,所述钼坩埚从其底部到开口部至少分成三个锥形区段,分别是底部区段、中部区段和开口部区段,所述开口部区段的内径大于所述中部区段的内径,所述中部区段的内径大于所述底部区段的内径。
进一步地,所述底部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°+1.2~1.3°,外壁与轴心线之间的夹角为M°+1.2~1.3°;所述中部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°-0.2~0.3°,外壁与轴心线之间的夹角为M°-0.2~0.3°;所述开口部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°,外壁与轴心线之间的夹角为M°;
其中,所述M的取值范围为0.2~0.5°,所述N的取值范围为0.5~1.2°。
一种烧结态钼坩埚的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
S1:准备制作钼坩埚的原料;
S2:对所述原料通过物理性能调控成混料;
S3:将调控后的原料装入到模具中;
S4:将所述模具中的所述原料压制成初坯;
S5:将所述初坯经过粉坯车削成精坯;
S6:采用中频烧结方式在氢气将所述精坯烧结成所述钼坩埚。
进一步地,所述S1步骤中,所述原料使用较高平均粒度及高纯度的钼粉,所述钼粉的纯度≥99.95%,所述钼粉粒度为3~6um。
进一步地,所述S2步骤中,采用混料的工艺进行原料物理性能调控,振实后的所述混料密度为2.7~3.7g/cm3,所述混料的氧含量≤1000ppm,所述混料的纯度≥99.95%。
进一步地,所述S3步骤中,所述模具包括模芯、软模和硬模,所述软模贴合在所述硬模的内壁上,所述模芯同轴设置在所述软模内,所述模芯外壁与所述软模之间形成型腔;
S3.1:将所述软模贴合在搜书硬模的内壁上,控制所述型腔内径尺寸偏差≤1mm;
S3.2:将所述模芯安装在所述软模内部,控制所述模芯和所述软模的同轴度偏差≤1mm,然后将所述模芯与所述硬模固定相连;
S3.3:向所述型腔内装入所述混料,所装的所述混料的重量偏差≤10%,高度偏差小于5%。
进一步地,所述S4步骤中,所述初坯压制采用等静压压制的方式,所述初坯压制的压力为150~200MPa,所述初坯压制的保压时间为100~500s,所述初坯压制后的密度为6~6.6g/cm3,所述初坯的底部区段内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°+1.2~1.3°,所述中部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°-0.2~0.3°,所述开口部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°,所述M的取值范围为0.2~0.5°,所述N的取值范围为0.5~1.2°。
进一步地,所述S5步骤中,所述精坯加工使用立式车床对所述初坯进行粉坯车削加工,所述精坯的直径尺寸偏差≤0.2mm,所述精坯的高度尺寸偏差≤0.5mm,所述精坯的壁厚偏差≤0.1mm,所述精坯的底部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°+1.2~1.3°,中部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°-0.2~0.3°,开口部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°,所述M的取值范围为0.2~0.5°,所述N的取值范围为0.5~1.2°。
进一步地,所述S6步骤中,所述钼坩埚的烧制工艺分成以下五个阶段:
第一阶段:升温为700~1100℃,升温时间为4~8h,保温时间为2~4h;
第二阶段:升温为1100~1300℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;
第三阶段:升温为1400~1600℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;
第四阶段:升温为1700~1900℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;
第五阶段:升温为1900~2100℃,升温时间为4~8h,保温时间为4~8h。
进一步地,所述S6步骤中,所述钼坩埚通过所述烧制工艺来控制烧结收缩,所述钼坩埚的装炉水平度≤0.2°,所述钼坩埚的烧结态尺寸偏差小于等于0.5%,所述钼坩埚的椭圆度≤4mm,所述钼坩埚的密度≥10.03g/cm3,所述钼坩埚的晶粒度2000~5000个/mm2。
本发明的有益效果是:
本方法生产的钼坩埚使用寿命达到12炉次以上,前3炉变形量不大于8mm,成品密度由10提升到大于10.03,且晶粒度由1500提升到大于2000,烧结尺寸的偏差由1.4%降低至0.5%,烧结椭圆由8mm降低至<4mm,1kg产出的粉末投入由1.9降低至1.3,1kg产出的废屑产生由0.4降低至0.05左右。
附图说明
图1为钼坩埚的结构图;
图2为模具的结构图;
图3为响应试验数据图;
图中,1-模芯,2-软模,3-硬模,4-型腔。
具体实施方式
下面将结合实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1~图3,本发明提供一种技术方案:
一种烧结态钼坩埚,其特征在于:钼坩埚由粒度3~6um且纯度不小于99.95%的纯钼粉经烧结而成,钼坩埚从其底部到开口部至少分成三个锥形区段,分别是底部区段、中部区段和开口部区段,开口部区段的内径大于中部区段的内径,中部区段的内径大于底部区段的内径。底部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°+1.2~1.3°,外壁与轴心线之间的夹角为M°+1.2~1.3°;中部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°-0.2~0.3°,外壁与轴心线之间的夹角为M°-0.2~0.3°;开口部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°,外壁与轴心线之间的夹角为M°;其中,M的取值范围为0.2~0.5°,N的取值范围为0.5~1.2°。
一种烧结态钼坩埚的制备方法,制备方法包括如下步骤:
(1)准备制作钼坩埚的原料。原料使用较高平均粒度及高纯度的钼粉,钼粉的纯度≥99.95%,钼粉粒度为3~6um。钼坩埚使用环境温度2150℃±100℃,原料设置原料数据表一和原料数据表二。
原料数据表一
序号 | 平均粒度 | 烧结最高温度℃ | 保温时间h | 烧结密度℃ | 晶粒度 | 烧结2150℃后晶粒度 |
1 | 2.82 | 1920 | 6 | 10 | 1500 | 500 |
2 | 2.86 | 1920 | 6 | 9.97 | 2000 | 600 |
3 | 2.9 | 1920 | 6 | 9.96 | 2000 | 600 |
4 | 2.7 | 1920 | 6 | 10.02 | 1800 | 600 |
5 | 2.82 | 1920 | 6 | 9.98 | 1500 | 400 |
6 | 2.65 | 1920 | 6 | 10.01 | 1800 | 600 |
7 | 2.6 | 1920 | 6 | 10.03 | 1200 | 300 |
8 | 2.62 | 1920 | 6 | 10.01 | 1500 | 600 |
9 | 2.8 | 1920 | 6 | 9.99 | 1800 | 600 |
10 | 2.82 | 1920 | 6 | 9.98 | 2000 | 600 |
11 | 2.85 | 1920 | 6 | 9.98 | 2000 | 600 |
12 | 2.9 | 1920 | 6 | 9.95 | 2500 | 600 |
13 | 2.8 | 1920 | 6 | 10 | 1800 | 600 |
14 | 2.62 | 1920 | 6 | 10.01 | 1500 | 500 |
15 | 2.75 | 1920 | 6 | 10.02 | 1500 | 500 |
16 | 2.78 | 1920 | 6 | 10.01 | 1500 | 600 |
17 | 2.72 | 1920 | 6 | 10.01 | 1500 | 600 |
18 | 2.9 | 1920 | 6 | 9.95 | 2000 | 600 |
19 | 2.95 | 1920 | 6 | 9.94 | 2500 | 600 |
20 | 3 | 1920 | 6 | 9.92 | 3000 | 800 |
21 | 3.2 | 1920 | 6 | 9.92 | 3000 | 800 |
22 | 3.5 | 1920 | 6 | 9.91 | 3000 | 800 |
23 | 3.9 | 1920 | 6 | 9.8 | 4500 | 800 |
24 | 3.75 | 1920 | 6 | 9.88 | 4500 | 800 |
25 | 3.78 | 1920 | 6 | 9.88 | 4500 | 800 |
26 | 3.85 | 1920 | 6 | 9.86 | 4500 | 800 |
27 | 3.72 | 1920 | 6 | 9.88 | 4500 | 800 |
28 | 3.9 | 1920 | 6 | 9.81 | 5000 | 800 |
29 | 3.65 | 1920 | 6 | 9.91 | 3500 | 800 |
30 | 3.82 | 1920 | 6 | 9.87 | 4500 | 800 |
原料数据表二
序号 | 平均粒度 | 烧结最高温度℃ | 保温时间h | 烧结密度℃ | 晶粒度 | 烧结2150℃后晶粒度 |
1 | 2.82 | 2000 | 6 | 10.15 | 600 | 300 |
2 | 2.86 | 2000 | 6 | 10.12 | 800 | 300 |
3 | 2.9 | 2000 | 6 | 10.12 | 800 | 300 |
4 | 2.7 | 2000 | 6 | 10.17 | 400 | 100 |
5 | 2.82 | 2000 | 6 | 10.13 | 800 | 400 |
6 | 2.65 | 2000 | 6 | 10.17 | 400 | 200 |
7 | 2.6 | 2000 | 6 | 10.17 | 400 | 100 |
8 | 2.62 | 2000 | 6 | 10.16 | 500 | 200 |
9 | 2.8 | 2000 | 6 | 10.15 | 500 | 200 |
10 | 2.82 | 2000 | 6 | 10.15 | 600 | 300 |
11 | 2.85 | 2000 | 6 | 10.15 | 600 | 300 |
12 | 2.9 | 2000 | 6 | 10.12 | 800 | 300 |
13 | 2.8 | 2000 | 6 | 10.15 | 800 | 200 |
14 | 2.62 | 2000 | 6 | 10.16 | 600 | 200 |
15 | 2.75 | 2000 | 6 | 10.14 | 800 | 300 |
16 | 2.78 | 2000 | 6 | 10.14 | 800 | 300 |
17 | 2.72 | 2000 | 6 | 10.15 | 800 | 300 |
18 | 2.9 | 2000 | 6 | 10.11 | 1000 | 400 |
19 | 2.95 | 2000 | 6 | 10.1 | 1000 | 300 |
20 | 3 | 2000 | 6 | 10.1 | 1000 | 400 |
21 | 3.2 | 2000 | 6 | 10.09 | 1500 | 600 |
22 | 3.5 | 2000 | 6 | 10.08 | 1500 | 800 |
23 | 3.9 | 2000 | 6 | 10.05 | 2000 | 1200 |
24 | 3.75 | 2000 | 6 | 10.07 | 1800 | 1000 |
25 | 3.78 | 2000 | 6 | 10.07 | 1800 | 1000 |
26 | 3.85 | 2000 | 6 | 10.08 | 1800 | 1200 |
27 | 3.72 | 2000 | 6 | 10.07 | 1500 | 1000 |
28 | 3.9 | 2000 | 6 | 10.05 | 2000 | 1200 |
29 | 3.65 | 2000 | 6 | 10.08 | 1800 | 1000 |
30 | 3.82 | 2000 | 6 | 10.08 | 1800 | 1000 |
从经济性和使用效果综合评估,选择平均粒度为3.2~4.2微米的钼粉作为原料,考虑两个方面问题:1烧结温度要接近使用温度;2晶粒度要大于2000,目前试验数据还有1800左右的情况,需要在后期进行烧结工艺曲线的试验调整。烧结温度越高,在使用后的晶粒度下降越少,有利于使用周期的提升。
(2)对原料通过物理性能调控成混料。采用混料的工艺进行原料物理性能调控,振实后的混料密度为2.7~3.7g/cm3,混料的氧含量≤1000ppm,混料的纯度≥99.95%。
(3)将调控后的原料装入到模具中。模具包括模芯1、软模2和硬模3,软模2贴合在硬模3的内壁上,模芯1同轴设置在软模2内,模芯1外壁与软模2之间形成型腔4;将软模2贴合在搜书硬模3的内壁上,控制型腔4内径尺寸偏差≤1mm;将模芯1安装在软模2内部,控制模芯1和软模2的同轴度偏差≤1mm,然后将模芯1与硬模3固定相连;向型腔4内装入混料,所装的混料的重量偏差≤10%,高度偏差小于5%。根据型腔4的不同设置实验,型腔的实验数据表如下所示。
型腔的实验数据表
序号 | 设计型腔宽度 | 装粉密度 | 压坯密度 | 压制压力 | 保压时间 | 压坯厚度MAX | 压坯厚度MIN |
1 | 30 | 3.05 | 6.1 | 160 | 120 | 17 | 15 |
2 | 40 | 3.05 | 6.08 | 160 | 120 | 22.1 | 20.1 |
3 | 50 | 3.05 | 6.1 | 160 | 120 | 27 | 25 |
4 | 60 | 3.05 | 6.06 | 160 | 120 | 32.2 | 30.2 |
5 | 70 | 3.05 | 6.09 | 160 | 120 | 37.1 | 35.1 |
6 | 80 | 3.05 | 6.11 | 160 | 120 | 41.9 | 39.9 |
7 | 90 | 3.05 | 6.05 | 160 | 120 | 47.4 | 45.4 |
8 | 100 | 3.05 | 6.04 | 160 | 120 | 52.5 | 50.5 |
9 | 30 | 2.8 | 6.1 | 160 | 120 | 15.8 | 13.8 |
10 | 40 | 2.8 | 6.1 | 160 | 120 | 20.4 | 18.4 |
11 | 50 | 2.8 | 6.12 | 160 | 120 | 24.9 | 22.9 |
12 | 60 | 2.8 | 6.08 | 160 | 120 | 29.6 | 27.6 |
13 | 70 | 2.8 | 6.07 | 160 | 120 | 34.3 | 32.3 |
14 | 80 | 2.8 | 6.05 | 160 | 120 | 39.0 | 37.0 |
15 | 90 | 2.8 | 6.08 | 160 | 120 | 43.4 | 41.4 |
16 | 100 | 2.8 | 6.07 | 160 | 120 | 48.1 | 46.1 |
17 | 30 | 2.4 | 6.09 | 160 | 120 | 13.8 | 11.8 |
18 | 40 | 2.4 | 6.04 | 160 | 120 | 17.9 | 15.9 |
19 | 50 | 2.4 | 6.1 | 160 | 120 | 21.7 | 19.7 |
20 | 60 | 2.4 | 6.08 | 160 | 120 | 25.7 | 23.7 |
21 | 70 | 2.4 | 6.07 | 160 | 120 | 29.7 | 27.7 |
22 | 80 | 2.4 | 6.06 | 160 | 120 | 33.7 | 31.7 |
23 | 90 | 2.4 | 6.06 | 160 | 120 | 37.6 | 35.6 |
24 | 100 | 2.4 | 6.08 | 160 | 120 | 41.5 | 39.5 |
装粉型腔宽度=(粉坯厚度+3)*(压坯密度/装粉密度),由于内部模具限制,压制收缩在高度方向的变化可以忽略不计,厚度上的收缩可以采取简化算法,通过不同规格的验证基本满足设计算法的验证。传统方式是通过经验值进行设计,为保证成品的产出,会预留较大的设计余量,保障成品能够通过车削来达到成品尺寸要求,整体的设计余量大且未进行量化,需要在同一个规格上进行反复的模具调整来满足要求,新的方法给出了可以进行量化数据设计的方式,能够有效保证产品的一致性。同时降低原料的投入,节约资源。
(4)将模具中的原料压制成初坯。初坯压制采用等静压压制的方式,初坯压制的压力为150~200MPa,初坯压制的保压时间为100~500s,初坯压制后的密度为6~6.6g/cm3。初坯的底部区段内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°+1.2~1.3°,中部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°-0.2~0.3°,开口部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°, M的取值范围为0.2~0.5°,N的取值范围为0.5~1.2°。压制中有压制实验表和响应试验数据表。
压制实验表
标准序 | 运行序 | 中心点 | 区组 | 压制压力 | 压制时间 | 振实密度 | 松装密度 | 平均粒度 | 孔隙度 | 比表面积 | D50 | 密度 | 强度 |
1 | 1 | 1 | 1 | 170 | 120 | 3.13 | 1.14 | 3.67 | 0.6 | 0.6 | 7.8 | 5.8 | 16 |
16 | 2 | 1 | 1 | 185 | 200 | 3.51 | 1.25 | 3.9 | 0.7 | 0.8 | 9.1 | 6.35 | 18.2 |
3 | 3 | 1 | 1 | 170 | 200 | 3.13 | 1.14 | 3.9 | 0.6 | 0.8 | 9.1 | 5.82 | 16.5 |
6 | 4 | 1 | 1 | 185 | 120 | 3.51 | 1.14 | 3.9 | 0.6 | 0.6 | 9.1 | 6.39 | 18.4 |
9 | 5 | 1 | 1 | 170 | 120 | 3.13 | 1.25 | 3.9 | 0.7 | 0.6 | 9.1 | 5.84 | 16.3 |
7 | 6 | 1 | 1 | 170 | 200 | 3.51 | 1.14 | 3.67 | 0.7 | 0.6 | 9.1 | 6.12 | 17.3 |
11 | 7 | 1 | 1 | 170 | 200 | 3.13 | 1.25 | 3.67 | 0.7 | 0.8 | 7.8 | 5.86 | 16.4 |
14 | 8 | 1 | 1 | 185 | 120 | 3.51 | 1.25 | 3.67 | 0.7 | 0.6 | 7.8 | 6.37 | 18.5 |
8 | 9 | 1 | 1 | 185 | 200 | 3.51 | 1.14 | 3.67 | 0.6 | 0.8 | 7.8 | 6.38 | 18.6 |
4 | 10 | 1 | 1 | 185 | 200 | 3.13 | 1.14 | 3.9 | 0.7 | 0.6 | 7.8 | 6.1 | 17.1 |
2 | 11 | 1 | 1 | 185 | 120 | 3.13 | 1.14 | 3.67 | 0.7 | 0.8 | 9.1 | 6.12 | 17.4 |
13 | 12 | 1 | 1 | 170 | 120 | 3.51 | 1.25 | 3.67 | 0.6 | 0.8 | 9.1 | 6.08 | 17.6 |
15 | 13 | 1 | 1 | 170 | 200 | 3.51 | 1.25 | 3.9 | 0.6 | 0.6 | 7.8 | 6.09 | 17.7 |
10 | 14 | 1 | 1 | 185 | 120 | 3.13 | 1.25 | 3.9 | 0.6 | 0.8 | 7.8 | 6.13 | 17.8 |
5 | 15 | 1 | 1 | 170 | 120 | 3.51 | 1.14 | 3.9 | 0.7 | 0.8 | 7.8 | 6.06 | 17.3 |
12 | 16 | 1 | 1 | 185 | 200 | 3.13 | 1.25 | 3.67 | 0.6 | 0.6 | 9.1 | 6.15 | 17.6 |
响应试验数据表
运行序 | 点类型 | 区组 | 压制压力 | 振实密度 | 密度 | 强度 |
1 | 0 | 1 | 178 | 3.32 | 6.23 | 16.9 |
2 | -1 | 1 | 185 | 3.32 | 6.31 | 18.1 |
3 | 0 | 1 | 178 | 3.32 | 6.26 | 18 |
4 | -1 | 1 | 178 | 3.13 | 6.03 | 17 |
5 | 0 | 1 | 178 | 3.32 | 6.22 | 17.1 |
6 | 0 | 1 | 178 | 3.32 | 6.24 | 17.1 |
7 | 1 | 1 | 170 | 3.51 | 6.12 | 17.3 |
8 | 0 | 1 | 178 | 3.32 | 6.25 | 17 |
9 | -1 | 1 | 170 | 3.32 | 5.99 | 16.9 |
10 | -1 | 1 | 178 | 3.51 | 6.22 | 18 |
11 | 1 | 1 | 170 | 3.13 | 5.8 | 16 |
12 | 1 | 1 | 185 | 3.13 | 6.11 | 17.1 |
13 | 1 | 1 | 185 | 3.51 | 6.35 | 18.2 |
其中,密度 = -K + a压制压力 + b 振实密度 - 0.001085 压制压力*压制压力-c 振实密度*振实密度 - 0.0140 压制压力*振实密度。(其中a=0.3~0.6,b=8~18,c=1~5,根据原料物理指标进行选择,K为常数,为-68.1)
(5)将初坯经过粉坯车削成精坯。精坯加工使用立式车床对初坯进行粉坯车削加工,精坯的直径尺寸偏差≤0.2mm,精坯的高度尺寸偏差≤0.5mm,精坯的壁厚偏差≤0.1mm。精坯的底部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°+1.2~1.3°,中部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°-0.2~0.3°,开口部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°,M的取值范围为0.2~0.5°,N的取值范围为0.5~1.2°。
(6)采用中频烧结方式在氢气将精坯烧结成钼坩埚。钼坩埚的烧制工艺分成以下五个阶段:第一阶段:升温为700~1100℃,升温时间为4~8h,保温时间为2~4h;第二阶段:升温为1100~1300℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;第三阶段:升温为1400~1600℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;第四阶段:升温为1700~1900℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;第五阶段:升温为1900~2100℃,升温时间为4~8h,保温时间为4~8h。钼坩埚通过烧制工艺来控制烧结收缩,钼坩埚的装炉水平度≤0.2°,钼坩埚的烧结态尺寸偏差小于等于0.5%,钼坩埚的椭圆度≤4mm,钼坩埚的密度≥10.03g/cm3,钼坩埚的晶粒度2000~5000个/mm2。最高烧结温度1900~2100℃,烧结时长26~58h,并设计多段烧结保温平台装炉要求坩埚水平度≤0.2°;烧结氛围为氢气;随炉冷却至500℃以下进行充氮气置换氢气,温度低于150℃进行取炉。下侧为烧结尺寸控制试验数据表。
烧结尺寸控制试验数据表
平均粒度 | 压坯密度 | 中温温度 | 中温时间 | 高温温度 | 高温时间 | 成品密度 | 晶粒度 | 烧结收缩 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.14 | 1500 | 1.197 |
4.2 | 6.2 | 1400 | 8 | 1900 | 10 | 9.92 | 4000 | 1.213 |
3.2 | 6 | 1400 | 3 | 1900 | 3 | 9.99 | 3500 | 1.212 |
4.2 | 6 | 1650 | 8 | 2100 | 3 | 10.03 | 3000 | 1.198 |
4.2 | 6.2 | 1650 | 3 | 2100 | 3 | 10.03 | 2800 | 1.195 |
4.2 | 6 | 1400 | 8 | 1900 | 3 | 9.91 | 3800 | 1.212 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.13 | 1800 | 1.197 |
3.2 | 6.2 | 1650 | 3 | 2100 | 10 | 10.17 | 800 | 1.221 |
3.2 | 6 | 1650 | 3 | 2100 | 3 | 10.16 | 800 | 1.224 |
4.2 | 6 | 1650 | 8 | 1900 | 10 | 9.92 | 4500 | 1.212 |
4.2 | 6 | 1650 | 3 | 1900 | 3 | 9.88 | 5000 | 1.212 |
4.2 | 6 | 1400 | 3 | 2100 | 3 | 10.03 | 2500 | 1.196 |
4.2 | 6 | 1400 | 8 | 2100 | 10 | 10.09 | 3500 | 1.198 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.12 | 1800 | 1.197 |
3.2 | 6.2 | 1650 | 3 | 1900 | 3 | 9.92 | 3500 | 1.214 |
4.2 | 6 | 1650 | 3 | 2100 | 10 | 10.08 | 2000 | 1.193 |
3.2 | 6.2 | 1650 | 8 | 1900 | 10 | 10.01 | 1800 | 1.211 |
4.2 | 6.2 | 1650 | 3 | 1900 | 10 | 9.96 | 4000 | 1.215 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.11 | 2000 | 1.193 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.12 | 1800 | 1.192 |
4.2 | 6.2 | 1650 | 8 | 1900 | 3 | 9.9 | 6000 | 1.211 |
3.2 | 6.2 | 1400 | 8 | 2100 | 10 | 10.16 | 500 | 1.223 |
3.2 | 6.2 | 1400 | 3 | 2100 | 3 | 10.14 | 800 | 1.225 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.1 | 1000 | 1.197 |
3.2 | 6 | 1650 | 3 | 1900 | 10 | 9.96 | 1500 | 1.211 |
3.2 | 6.2 | 1650 | 8 | 2100 | 3 | 10.13 | 800 | 1.221 |
4.2 | 6.2 | 1400 | 3 | 2100 | 10 | 10.08 | 3000 | 1.194 |
3.2 | 6.2 | 1400 | 3 | 1900 | 10 | 9.98 | 2500 | 1.216 |
3.2 | 6 | 1650 | 8 | 2100 | 10 | 10.03 | 3500 | 1.222 |
3.2 | 6 | 1400 | 8 | 1900 | 10 | 9.99 | 4000 | 1.213 |
4.2 | 6.2 | 1650 | 8 | 2100 | 10 | 10.09 | 3500 | 1.197 |
3.2 | 6 | 1650 | 8 | 1900 | 3 | 9.95 | 1800 | 1.212 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.1 | 2000 | 1.195 |
4.2 | 6.2 | 1400 | 3 | 1900 | 3 | 9.9 | 4500 | 1.212 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.1 | 2000 | 1.197 |
3.2 | 6 | 1400 | 3 | 2100 | 10 | 10.17 | 500 | 1.223 |
4.2 | 6 | 1400 | 3 | 1900 | 10 | 9.92 | 4000 | 1.211 |
3.2 | 6 | 1400 | 8 | 2100 | 3 | 10.17 | 2500 | 1.221 |
4.2 | 6.2 | 1400 | 8 | 2100 | 3 | 10.05 | 4500 | 1.197 |
3.2 | 6.2 | 1400 | 8 | 1900 | 3 | 9.91 | 2000 | 1.212 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.12 | 1800 | 1.198 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 1 | 10 | 1800 | 1.196 |
3.7 | 6.1 | 1229.25 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.12 | 1500 | 1.197 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.11 | 1800 | 1.196 |
3.7 | 6.3366 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.12 | 1800 | 1.182 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 11.415 | 2000 | 6.5 | 10.11 | 2000 | 1.196 |
2.517 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.18 | 100 | 1.198 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 1 | 2000 | 6.5 | 10.1 | 2000 | 1.197 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 14.781 | 10.16 | 1000 | 1.196 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 1763.4 | 6.5 | 9.8 | 8000 | 1.197 |
3.7 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2236.6 | 6.5 | 10.19 | 100 | 1.196 |
3.7 | 5.8634 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.11 | 2500 | 1.195 |
4.883 | 6.1 | 1525 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10 | 2800 | 1.197 |
3.7 | 6.1 | 1820.75 | 5.5 | 2000 | 6.5 | 10.09 | 2800 | 1.198 |
其中,成品密度 = -S + 0.168 平均粒度 +g 压坯密度 - 0.00268 中温温度 -0.024 中温时间+ h 高温温度 - i高温时间 - d平均粒度*平均粒度 - e压坯密度*压坯密度 - 0.000001 中温温度*中温温度 - 0.001574 中温时间*中温时间 - 0.000003 高温温度*高温温度 - 0.001168 高温时间*高温时间 + f 平均粒度*压坯密度 + 0.000085平均粒度*中温温度 + 0.00425 平均粒度*中温时间- 0.000156 平均粒度*高温温度 +0.00411 平均粒度*高温时间 + 0.000825 压坯密度*中温温度 + 0.0112 压坯密度*中温时间 + 0.000344 压坯密度*高温温度+g 压坯密度*高温时间 - 0.000009 中温温度*中温时间 - 0.000000 中温温度*高温温度 + 0.000001 中温温度*高温时间 - 0.000014中温时间*高温温度- 0.000393 中温时间*高温时间 - 0.000015 高温温度*高温时间(其中S为常数,取值-22.9,g=4~8,h=0.01~0.04,i=0.1~0.3,d=0.02~0.08,e=0.5~1,f=0.02~0.08,g=0.05~0.06)
通过工艺的控制,能够控制产品的烧结收缩偏差≤0.05%,且通过中温端的低升温速率和长时间保温,可以在提升密度的同时避免晶粒的长大,满足高晶粒度的要求。
成品数据及验证情况
产品编号/料号 | 粉末批号 | 消耗系数 | 金属消耗系数 | 密度 | 晶粒度 | 使用寿命/炉次 | 单炉时长/天 | 前3炉变形量 |
LPG2212224 | 20213424 | 1.289188 | 1.072956 | 10.04 | 3000 | 16 | 25 | 8 |
LPG2212220 | 20213424 | 1.286174 | 1.073984 | 10.06 | 3000 | 15 | 25 | 6 |
LPG2212218 | 20213424 | 1.281305 | 1.073442 | 10.06 | 3000 | 14 | 25 | 5 |
LPG2212214 | 20213412 | 1.267852 | 1.075984 | 10.04 | 2800 | 12 | 25 | 5 |
LPG2212116 | 20213412 | 1.272106 | 1.079209 | 10.05 | 3500 | 15 | 25 | 5 |
LPG2211810 | 20213325 | 1.286926 | 1.077216 | 10.06 | 3000 | 16 | 25 | 4 |
LPG2211830 | 20213340 | 1.290323 | 1.053904 | 10.06 | 2500 | 15 | 25 | 8 |
LPG2212217 | 20213412 | 1.27003 | 1.065579 | 10.06 | 3000 | 14 | 25 | 6 |
LPG2212115 | 20213412 | 1.280096 | 1.077763 | 10.05 | 3000 | 13 | 25 | 2 |
LPG2212097 | 20213412 | 1.34192 | 1.066347 | 10.05 | 2800 | 12 | 25 | 2 |
LPG2212092 | 20213399 | 1.390966 | 1.089201 | 10.06 | 3500 | 18 | 25 | 4 |
LPG2212067 | 20213397 | 1.387232 | 1.0892 | 10.06 | 3000 | 16 | 25 | 4 |
LPG2211994 | 20213397 | 1.339928 | 1.105516 | 10.04 | 3000 | 19 | 25 | 2 |
LPG2211961 | 20213367 | 1.391753 | 1.102183 | 10.1 | 2500 | 12 | 25 | 4 |
LPG2211943 | 20213366 | 1.333135 | 1 | 10.04 | 3000 | 15 | 25 | 4 |
LPG2211942 | 20213366 | 1.339899 | 1.101761 | 10.08 | 3000 | 14 | 25 | 7 |
LPG2211941 | 20213366 | 1.360849 | 1.08847 | 10.04 | 3500 | 13 | 25 | 4 |
LPG2211938 | 20213366 | 1.360812 | 1.105925 | 10.05 | 3500 | 15 | 25 | 4 |
LPG2211911 | 20213364 | 1.330962 | 1.089669 | 10.05 | 3500 | 15 | 25 | 4 |
LPG2211903 | 20213364 | 1.329506 | 1.096027 | 10.06 | 3500 | 14 | 25 | 4 |
LPG2211864 | 20213340 | 1.340442 | 1.084539 | 10.05 | 3500 | 13 | 25 | 5 |
LPG2211801 | 20213325 | 1.359703 | 1.09691 | 10.06 | 3000 | 15 | 25 | 8 |
LPG2211648 | 20213299 | 1.449764 | 1.09737 | 10.1 | 2500 | 16 | 25 | 4 |
LPG2211402 | 20213274 | 1.322728 | 1.091471 | 10.03 | 3000 | 12 | 25 | 5 |
LPG2211137 | 20213223 | 1.40112 | 1.09823 | 10.03 | 3500 | 14 | 25 | 4 |
LPG2210620 | 20213122 | 1.284612 | 1.002204 | 10.05 | 3000 | 14 | 25 | 6 |
LPG2210224 | 20203354 | 1.293812 | 1.007804 | 10.05 | 3000 | 13 | 25 | 4 |
LPG2221021 | 20223115 | 1.30031 | 1.00516 | 10.04 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221031 | 20223115 | 1.316324 | 1.02998 | 10.03 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221047 | 20223115 | 1.291545 | 1.039067 | 10.07 | 2800 | 8 | 25 | 8 |
LPG2221158 | 20223185 | 1.281829 | 1.031973 | 10.06 | 2800 | 8 | 25 | 6 |
LPG2221187 | 20223185 | 1.299566 | 1.033256 | 10.06 | 2800 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221193 | 20223185 | 1.293808 | 1.033645 | 10.06 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221208 | 20223185 | 1.258414 | 1.005239 | 10.09 | 2800 | 8 | 25 | 8 |
LPG2221211 | 20223200 | 1.258966 | 1.003367 | 10.07 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221262 | 20223220 | 1.251455 | 1.0094 | 10.07 | 2800 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221267 | 20223217 | 1.281669 | 1.035827 | 10.07 | 2800 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221287 | 20223220 | 1.247643 | 1.05 | 10.06 | 2800 | 8 | 25 | 5 |
LPG2221293 | 20223220 | 1.246377 | 1.004957 | 10.06 | 3000 | 8 | 25 | 6 |
LPG2221298 | 20223221 | 1.293547 | 1.006968 | 10.06 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221300 | 20223200 | 1.284512 | 1.003986 | 10.06 | 3000 | 8 | 25 | 6 |
LPG2221303 | 20223221 | 1.298314 | 1.005134 | 10.05 | 3000 | 8 | 25 | 7 |
LPG2221306 | 20223221 | 1.264148 | 0.999559 | 10.06 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221309 | 20223221 | 1.293296 | 1.030772 | 10.06 | 3000 | 8 | 25 | 5 |
LPG2221315 | 20223221 | 1.257678 | 1.016028 | 10.08 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221327 | 20223223 | 1.250182 | 1.00596 | 10.05 | 3000 | 8 | 25 | 4 |
LPG2221377 | 20223223 | 1.252731 | 1.010925 | 10.05 | 3500 | 6 | 25 | 4 |
LPG2221351 | 20223223 | 1.246557 | 1.008262 | 10.04 | 3500 | 6 | 25 | 4 |
LPG2221356 | 20223223 | 1.264706 | 1.004735 | 10.03 | 3500 | 6 | 25 | 4 |
LPG2221334 | 20223223 | 1.270629 | 1.006309 | 10.09 | 3000 | 6 | 25 | 4 |
其中,综合消耗=投粉重量/成品重量,金属消耗=烧结坯重量/成品重量。
本方法生产的钼坩埚使用寿命达到12炉次以上,前3炉变形量不大于8mm,成品密度由10提升到大于10.03,且晶粒度由1500提升到大于2000,烧结尺寸的偏差由1.4%降低至0.5%,烧结椭圆由8mm降低至<4mm,1kg产出的粉末投入由1.9降低至1.3,1kg产出的废屑产生由0.4降低至0.05左右。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围,则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种烧结态钼坩埚,其特征在于:所述钼坩埚由粒度3~6um且纯度不小于99.95%的纯钼粉经烧结而成,所述钼坩埚从其底部到开口部至少分成三个锥形区段,分别是底部区段、中部区段和开口部区段,所述开口部区段的内径大于所述中部区段的内径,所述中部区段的内径大于所述底部区段的内径。
2.根据权利要求1所述的一种烧结态钼坩埚,其特征在于:所述底部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°+1.2~1.3°,外壁与轴心线之间的夹角为M°+1.2~1.3°;所述中部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°-0.2~0.3°,外壁与轴心线之间的夹角为M°-0.2~0.3°;所述开口部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°,外壁与轴心线之间的夹角为M°;
其中,所述M的取值范围为0.2~0.5°,所述N的取值范围为0.5~1.2°。
3.一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:
S1:准备制作钼坩埚的原料;
S2:对所述原料通过物理性能调控成混料;
S3:将调控后的原料装入到模具中;
S4:将所述模具中的所述原料压制成初坯;
S5:将所述初坯经过粉坯车削成精坯;
S6:采用中频烧结方式在氢气将所述精坯烧结成所述钼坩埚。
4.根据权利要求3所述的一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述S1步骤中,所述原料使用较高平均粒度及高纯度的钼粉,所述钼粉的纯度≥99.95%,所述钼粉粒度为3~6um。
5.根据权利要求3所述的一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述S2步骤中,采用混料的工艺进行原料物理性能调控,振实后的所述混料密度为2.7~3.7g/cm3,所述混料的氧含量≤1000ppm,所述混料的纯度≥99.95%。
6.根据权利要求3所述的一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述S3步骤中,所述模具包括模芯(1)、软模(2)和硬模(3),所述软模(2)贴合在所述硬模(3)的内壁上,所述模芯(1)同轴设置在所述软模(2)内,所述模芯(1)外壁与所述软模(2)之间形成型腔(4);
S3.1:将所述软模(2)贴合在搜书硬模(3)的内壁上,控制所述型腔(4)内径尺寸偏差≤1mm;
S3.2:将所述模芯(1)安装在所述软模(2)内部,控制所述模芯(1)和所述软模(2)的同轴度偏差≤1mm,然后将所述模芯(1)与所述硬模(3)固定相连;
S3.3:向所述型腔(4)内装入所述混料,所装的所述混料的重量偏差≤10%,高度偏差小于5%。
7.根据权利要求3所述的一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述S4步骤中,所述初坯压制采用等静压压制的方式,所述初坯压制的压力为150~200MPa,所述初坯压制的保压时间为100~500s,所述初坯压制后的密度为6~6.6g/cm3,所述初坯的底部区段内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°+1.2~1.3°,所述中部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°-0.2~0.3°,所述开口部区段的内壁与轴心线之间的夹角为M°+N°,所述M的取值范围为0.2~0.5°,所述N的取值范围为0.5~1.2°。
8.根据权利要求3所述的一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述S5步骤中,所述精坯加工使用立式车床对所述初坯进行粉坯车削加工,所述精坯的直径尺寸偏差≤0.2mm,所述精坯的高度尺寸偏差≤0.5mm,所述精坯的壁厚偏差≤0.1mm,所述精坯的底部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°+1.2~1.3°,中部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°-0.2~0.3°,开口部区段外壁与轴心线之间的夹角为M°,所述M的取值范围为0.2~0.5°,所述N的取值范围为0.5~1.2°。
9.根据权利要求3所述的一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述S6步骤中,所述钼坩埚的烧制工艺分成以下五个阶段:
第一阶段:升温为700~1100℃,升温时间为4~8h,保温时间为2~4h;
第二阶段:升温为1100~1300℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;
第三阶段:升温为1400~1600℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;
第四阶段:升温为1700~1900℃,升温时间为2~6h,保温时间为2~4h;
第五阶段:升温为1900~2100℃,升温时间为4~8h,保温时间为4~8h。
10.根据权利要求9所述的一种烧结态钼坩埚的制备方法,其特征在于:所述S6步骤中,所述钼坩埚通过所述烧制工艺来控制烧结收缩,所述钼坩埚的装炉水平度≤0.2°,所述钼坩埚的烧结态尺寸偏差小于等于0.5%,所述钼坩埚的椭圆度≤4mm,所述钼坩埚的密度≥10.03g/cm3,所述钼坩埚的晶粒度2000~5000个/mm2。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211263841.2A CN116103765A (zh) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 一种烧结态钼坩埚及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211263841.2A CN116103765A (zh) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 一种烧结态钼坩埚及制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116103765A true CN116103765A (zh) | 2023-05-12 |
Family
ID=86264504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211263841.2A Pending CN116103765A (zh) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | 一种烧结态钼坩埚及制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116103765A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116790925A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-22 | 成都虹波实业股份有限公司 | 一种钴铬钼焊丝细杆的铸造方法 |
-
2022
- 2022-10-17 CN CN202211263841.2A patent/CN116103765A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116790925A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-09-22 | 成都虹波实业股份有限公司 | 一种钴铬钼焊丝细杆的铸造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109109142B (zh) | 一种利用热压烧结AlON透明陶瓷用石墨模具进行热压烧结AlON的方法 | |
CN116103765A (zh) | 一种烧结态钼坩埚及制备方法 | |
CN104988373A (zh) | 一种表面硬化的梯度硬质合金及其制备方法 | |
EP1460050A1 (en) | Method for producing ceramic optical parts | |
CN109095921B (zh) | 一种氧化锆陶瓷骨植入假体及其制备方法 | |
US10793475B2 (en) | Method for making housing for mobile communication device | |
CN113953512B (zh) | 一种大长径比深孔薄壁钨合金壳体及其热等静压制备方法 | |
CN107573050A (zh) | 一种超大型锰锌铁氧体磁芯的制备方法 | |
US4719078A (en) | Method of sintering compacts | |
CN111039663B (zh) | 一种氧化铝陶瓷烧结方法 | |
CN107433672A (zh) | 移动通信设备外壳的制备方法 | |
CN113173788A (zh) | 一种红外透明陶瓷的快速烧结制备方法 | |
CN105913888B (zh) | 一种高温气冷堆控制棒用核级碳化硼芯块制备方法 | |
CN113308616A (zh) | 一种轻质高强度硬质合金材料及其制备方法 | |
CN102810716B (zh) | 谐振杆制造方法、谐振杆及腔体滤波器 | |
CN109055843B (zh) | 一种钼铪锆钛碳合金的制备方法 | |
CN113582517B (zh) | 玻璃注塑胚体的烧结工艺、玻璃制品的加工方法及玻璃制品 | |
CN206321050U (zh) | 筒状钨发热体或钼发热体 | |
CN111560551B (zh) | 一种致密性高的异型钼基复合材料件的制备方法 | |
CN114603146A (zh) | 一种均匀化的大尺寸钨坩埚的制备方法 | |
CN107775006A (zh) | 一种梯度硬质合金钻尾模 | |
CN112876245A (zh) | 一种氧化锆陶瓷的制备方法 | |
CN115415526B (zh) | 一种超大尺寸钨管及其制备方法 | |
CN115283677B (zh) | 一种粉末冶金零件的制备系统及制备方法 | |
CN116023142B (zh) | 一种碳化钨靶材及其制备方法和专用模具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |