本发明涉及一种籽晶轴制造技术，尤其是一种宝石炉籽晶轴的制造工艺。
背景技术：
蓝宝石是一种简单配位型氧化物晶体。具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，被广泛的应用于民用航天、半导体衬底、红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料等，同时晶体生长设备，单晶生长炉也随之得到了飞速的发展。通常蓝宝石晶体生长炉的籽晶运动装置，包括炉体、温场、籽晶运动机构、籽晶夹具。通过籽晶轴连接籽晶夹具及籽晶运动机构，实现籽晶在晶体生长过程中的不同运动状态。因籽晶轴属于长轴中空结构，内部有循环冷却水，距离温场距离近，外部温度高。根据晶体生长的工艺要求，对籽晶的旋转及升降运动都有严格的要求，保证结晶界面的稳定性，这就需要籽晶轴无论从材质及结构上都要有要求，传统的籽晶轴采用氩弧焊，因异种金属焊接时熔接质量不易保证，易产生内部缺陷，在以后的使用中产生漏水风险，造成安全隐患，影响使用效果。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的主要目的就在于提供一种宝石炉籽晶轴的制造工艺。
为了解决上述问题，本发明提供了一种宝石炉籽晶轴的制造工艺，包括如下步骤：
步骤1)制备籽晶轴轴体及籽晶轴轴头备用；
步骤2)将步骤1)的籽晶轴轴体采用淬火趁热校直，淬火加热时籽晶轴体呈自由悬吊状态，籽晶轴体在淬火介质中冷却到180-200℃时，从冷却介质中取出籽晶轴体，趁热校直；
步骤3)高温时效,籽晶轴轴体重新加热到550-650℃，保温2h,随炉冷却，以消除残余应力。
步骤4)在高温时效后进行粗车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra6.3，直线度达到1mm/m；
步骤5)钻深孔，在籽晶轴轴体中心位置钻φ15mm深孔贯通；
步骤6)步骤5)后进行半精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.5mm/m；
步骤7)高温或中温时效，籽晶轴轴体重新加热到250-300℃，保温12h,随炉冷却，以消除加工残余应力；
步骤8)在步骤7)后进行精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.1mm/m；
步骤9)淬火、趁热校直、回火；回火在专用深井油罐中进行，籽晶杆自由悬吊在油罐中，油温为160-180℃，保温4～8h，然后空冷或随炉冷却；
步骤10)粗磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.05mm/m；
步骤11)低温时效；籽晶轴轴体粗磨之后悬挂于120～160℃的油罐中，进行一次时长为24小时的时效，时效之后随油炉冷却；
步骤12)真空钎焊，将步骤11)后的籽晶轴轴体与制备的籽晶轴头使用专用工装固定后放入真空钎焊炉，进行真空钎焊；
步骤13)精磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra0.8，直线度达到0.02mm/m；
步骤14)螺纹加工成型。
优选的，所述籽晶轴轴体材质为4cr13。
优选的，所述籽晶轴轴体的轴体中空，内部通冷却水。
优选的，所述籽晶轴轴头材质为铬锆铜cucrzr，其组成组分质量百分比为：cr：0.1～0.8，zr：0.3～0.6，余量为cu。
优选的，步骤12)真空钎焊之前，将籽晶轴轴体与籽晶轴头放入加有除油剂的清洗液中,加热进行超声清洗1～2小时,再用丙酮浸泡,取出烘干待用；籽晶轴轴体与籽晶轴焊接头之间的组装间隙保证在0.02～0.1mm之间，焊接时，焊接钎料选用银铜钯钎料。
本发明用制备的籽晶轴根据使用环境及条件，籽晶轴焊接头的位置更接近高温区，同时与籽晶夹头连接，需要导热性能好并具有良好的高温机械性能，故选用铬锆铜cucrzr。焊接方式为真空钎焊，能保证良好的真空气密性和机械强度，避免了采用普通氩弧焊，因两种不同材料焊接熔点不同，焊接时熔接质量很难保证，易产生内部缺陷，在以后的使用中产生漏水风险，造成安全隐患。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明种籽晶轴的结构示意图；
其部件的名称以及标注如下
1.籽晶轴轴体；
2.籽晶轴焊接头。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明提供了一种宝石炉籽晶轴的制造工艺，包括如下步骤：
步骤1)制备籽晶轴轴体及籽晶轴轴头备用；
步骤2)将步骤1)的籽晶轴轴体采用淬火趁热校直，淬火加热时籽晶轴体呈自由悬吊状态，籽晶轴体在淬火介质中冷却到180时，从冷却介质中取出籽晶轴体，趁热校直；
步骤3)高温时效,籽晶轴轴体重新加热到550℃，保温2h,随炉冷却，以消除残余应力。
步骤4)在高温时效后进行粗车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra6.3，直线度达到1mm/m；
步骤5)钻深孔，在籽晶轴轴体中心位置钻φ15mm深孔贯通；
步骤6)步骤5)后进行半精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.5mm/m；
步骤7)高温或中温时效，籽晶轴轴体重新加热到250℃，保温12h,随炉冷却，以消除加工残余应力；
步骤8)在步骤7)后进行精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.1mm/m；
步骤9)淬火、趁热校直、回火；回火在专用深井油罐中进行，籽晶杆自由悬吊在油罐中，油温为160℃，保温4h，然后空冷或随炉冷却；
步骤10)粗磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.05mm/m；
步骤11)低温时效；籽晶轴轴体粗磨之后悬挂于120℃的油罐中，进行一次时长为24小时的时效，时效之后随油炉冷却；
步骤12)真空钎焊，将步骤11)后的籽晶轴轴体与制备的籽晶轴头使用专用工装固定后放入真空钎焊炉，进行真空钎焊；
步骤13)精磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra0.8，直线度达到0.02mm/m；
步骤14)螺纹加工成型。
实施例2
本发明提供了一种宝石炉籽晶轴的制造工艺，包括如下步骤：
步骤1)制备籽晶轴轴体及籽晶轴轴头备用；
步骤2)将步骤1)的籽晶轴轴体采用淬火趁热校直，淬火加热时籽晶轴体呈自由悬吊状态，籽晶轴体在淬火介质中冷却到200℃时，从冷却介质中取出籽晶轴体，趁热校直；
步骤3)高温时效,籽晶轴轴体重新加热到650℃，保温2h,随炉冷却，以消除残余应力。
步骤4)在高温时效后进行粗车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra6.3，直线度达到1mm/m；
步骤5)钻深孔，在籽晶轴轴体中心位置钻φ15mm深孔贯通；
步骤6)步骤5)后进行半精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.5mm/m；
步骤7)高温或中温时效，籽晶轴轴体重新加热到300℃，保温12h,随炉冷却，以消除加工残余应力；
步骤8)在步骤7)后进行精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.1mm/m；
步骤9)淬火、趁热校直、回火；回火在专用深井油罐中进行，籽晶杆自由悬吊在油罐中，油温为180℃，保温8h，然后空冷或随炉冷却；
步骤10)粗磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.05mm/m；
步骤11)低温时效；籽晶轴轴体粗磨之后悬挂于160℃的油罐中，进行一次时长为24小时的时效，时效之后随油炉冷却；
步骤12)真空钎焊，将步骤11)后的籽晶轴轴体与制备的籽晶轴头使用专用工装固定后放入真空钎焊炉，进行真空钎焊；
步骤13)精磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra0.8，直线度达到0.02mm/m；
步骤14)螺纹加工成型。
实施例3
本发明提供了一种宝石炉籽晶轴的制造工艺，包括如下步骤：
步骤1)制备籽晶轴轴体及籽晶轴轴头备用；
步骤2)将步骤1)的籽晶轴轴体采用淬火趁热校直，淬火加热时籽晶轴体呈自由悬吊状态，籽晶轴体在淬火介质中冷却到190℃时，从冷却介质中取出籽晶轴体，趁热校直；
步骤3)高温时效,籽晶轴轴体重新加热到600℃，保温2h,随炉冷却，以消除残余应力。
步骤4)在高温时效后进行粗车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra6.3，直线度达到1mm/m；
步骤5)钻深孔，在籽晶轴轴体中心位置钻φ15mm深孔贯通；
步骤6)步骤5)后进行半精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.5mm/m；
步骤7)高温或中温时效，籽晶轴轴体重新加热到280℃，保温12h,随炉冷却，以消除加工残余应力；
步骤8)在步骤7)后进行精车处理，使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.1mm/m；
步骤9)淬火、趁热校直、回火；回火在专用深井油罐中进行，籽晶杆自由悬吊在油罐中，油温为170℃，保温6h，然后空冷或随炉冷却；
步骤10)粗磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra3.2，直线度达到0.05mm/m；
步骤11)低温时效；籽晶轴轴体粗磨之后悬挂于140℃的油罐中，进行一次时长为24小时的时效，时效之后随油炉冷却；
步骤12)真空钎焊，将步骤11)后的籽晶轴轴体与制备的籽晶轴头使用专用工装固定后放入真空钎焊炉，进行真空钎焊；
步骤13)精磨；使得籽晶轴轴体表面粗糙度达ra0.8，直线度达到0.02mm/m；
步骤14)螺纹加工成型。
参照实施例1至实施例3，本发明在改变温度条件下，其得到的籽晶轴轴体均符合本发明的设计要求和使用要求，因此，当在本发明限定的温度条件下，得到的籽晶轴轴体均为优选的结果。
为了达到更好的效果，在本发明中，所述籽晶轴轴体材质为4cr13。所述籽晶轴轴体的轴体中空，内部通冷却水。所述籽晶轴轴头材质为铬锆铜cucrzr，其组成组分质量百分比为：cr：0.1～0.8，zr：0.3～0.6，余量为cu。
步骤12)真空钎焊之前，将籽晶轴轴体与籽晶轴头放入加有除油剂的清洗液中,加热进行超声清洗1～2小时,再用丙酮浸泡,取出烘干待用；籽晶轴轴体与籽晶轴焊接头之间的组装间隙保证在0.02～0.1mm之间，焊接时，焊接钎料选用银铜钯钎料。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。