[發明專利]大尺寸異形薄壁鉬坩堝、其制造方法及專用熱壓爐

有效

• 申請號: 200810045719.1
• 申請日: 2008-08-01
• 公開（公告）號: CN101328604A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 王國強;肖兵;胡建軍
• 申請（專利權）人: 成都東駿激光有限責任公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B35/00;F27B14/00;F27B14/10;B21C23/00;B21D51/18
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司
• 代理人: 彭立瓊

技術領域

本發明涉及一種用于鉬坩堝下降法藍寶石生長用大尺寸異形薄壁鉬坩堝的制造方法及專用熱壓爐。

背景技術

現有鉬坩堝下降法藍寶石生長用鉬坩堝主要由圓柱形堝筒、圓錐形堝底和圓柱形籽晶管三部分組成，其中的關鍵部件是形狀特殊的堝底，其質量直接關系到鉬坩堝的整體質量水平。現有鉬坩堝的制作方法主要有兩種，粉末冶金熱壓成形和鉬板焊接。用粉末冶金熱壓成形法制作鉬坩堝，需要高精度的專用模具，造成鉬坩堝制作成本高，制造周期長，而且所成形的鉬坩堝壁較厚，整體笨重，不易搬動。而采用鉬板焊接制作鉬坩堝，其堝底是用冷壓技術制作的，由于鉬材料屬于硬脆材料，在低溫下延展性不好，所制作的堝底有以下缺點：1、加工成的鉬坩堝尺寸較小，不能滿足大尺寸藍寶石晶體生長的需要2、表面質量不好，有較明顯的折痕，造成鉬坩堝整體質量較低，漏堝率較高3、工序環節多，需要7、8次壓制才能最終成形，效率低下。

發明內容

本發明的再一目的是：提供一種大尺寸異形薄壁鉬坩堝的制造方法。

本發明的另一目的是：提供一種實現大尺寸異形薄壁鉬坩堝的制造方法的專用熱壓爐。

本發明的目的是通過實施下述技術方案來實現的：

一種大尺寸異形薄壁鉬坩堝的制造方法，分別制造圓柱形堝筒、圓錐形堝底和圓柱形籽晶管，所述堝筒直徑：100-170mm，堝筒高度：160--250mm，堝底壁厚：1-3mm，堝底錐底的夾角：60-130度，將圓柱形堝筒、圓錐形堝底和圓柱形籽晶管三部分用專用焊接裝置焊接成鉬坩堝，其特征在于：堝底的制造方法包括如下步驟：

(1)將鉬圓片放置于熱壓爐成型模具的圓錐形模腔內，抽真空至-0.05MPa，然后充保護氣氛至0.05MPa，升溫至1000～1700℃；

(2)啟動與成型模具的上模或下模固連的頂升裝置，將其與固定不動的下模或上模閉合熱壓，移動行程20-28mm；

(3)關閉電源，8小時后打開爐門冷卻至室溫，將鉬圓片一次成型為薄壁中空的外形為圓錐形狀的鉬堝底，堝底壁厚為：1-3mm，堝底錐底的夾角為：60-130度。

(4)完全冷卻后，取出所制備的圓錐形堝底。

一種大尺寸異形薄壁鉬坩堝的制造方法，分別制造圓柱形堝筒、圓錐形堝底和圓柱形籽晶管，所述堝筒直徑：100-170mm，堝筒高度：160--250mm，堝底壁厚：1-3mm，堝底錐底的夾角：60-130度，將所述圓柱形堝筒、圓錐形堝底和圓柱形籽晶管三部分用專用焊接裝置焊接成鉬坩堝，其特征在于：堝底的制造方法包括如下步驟：

(1)將鉬圓片放置于熱壓爐一次成型模具的圓臺形模腔內，抽真空至-0.05MPa，然后充保護氣氛至0.05MPa，升溫至1000～1700℃；

(2)啟動與一次成型模具的上模或下模固連的頂升裝置，將其與固定不動的下模或上模閉合熱壓，移動行程10-18mm；

(3)關閉電源，8小時后打開爐門冷卻至室溫，將鉬圓片一次成型為鉬圓臺半成品；

(4)將熱壓爐內的模具更換成二次成型模具，將一次成型制備的鉬圓臺半成品放置在二次成型模具的圓錐形模腔內，抽真空至-0.05MPa，然后充保護氣氛至0.05MPa，升溫至1000～1700℃；

(5)啟動與上模或下模固連的頂升裝置，將其與固定不動的下模或上模閉合熱壓，移動行程20-28mm；

(6)關閉電源，8小時后打開爐門冷卻至室溫，將鉬圓臺半成品二次成型為薄壁中空的外形為圓錐形狀的鉬堝底，堝底壁厚為：1-3mm，堝底錐底的夾角為：60-130度。

(7)完全冷卻后，取出所制備的圓錐形堝底。

所述堝底壁厚還可以是1-2mm。

本發明還涉及制造大尺寸異形薄壁鉬坩堝方法的專用熱壓爐，包括爐膛和保溫裝置以及保護氣氛充氣系統，其特征在于，還包括由上模和下模組成的成型模具，所述上模或下模與頂升裝置連接，對應的下模或上模與頂壓裝置相對應或連接，所述上模或下模工作面為內凹的圓錐形，下模或上模工作面為與對應的上模或下模形狀相適配的外凸的圓錐形，上模和下模形成圓錐形的模腔。