一种水平坩埚及其水路系统的改进工艺的制作方法

本发明涉及一种水平坩埚及其水路系统的改进工艺，属于坩埚设备技术领域。

背景技术：

现有的坩埚由紫铜本体及安装于紫铜本体侧下方的不锈钢托板构成，这类坩埚使用寿命较短，且容易变形、漏水，成本较高，影响产量；由于在熔炼过程当中，坩埚筒体变形的同时，托板也会产生变形，坩埚筒体其底面上部与炙热的铸锭相接触，下部与冷却水接触，使坩埚筒体底部至上部产生温差，生成垂直向上的热应力，从而产生垂直向上的形变；热应力通过坩埚筒体侧壁传递到坩埚法兰和托板上，使坩埚筒体其底部收缩变形加剧；坩埚筒体其底面从中心部位到圆周边缘部位存在径向温差，顶部到底部之间存在轴向温差，这两种温差产生的热应力使坩埚筒体其底面直径收缩，高度增加，坩埚筒体其底面的径向收缩变形使其与坩埚筒体底部止口的配合间隙增大，当单边间隙累积达到3～4mm时，熔炼状态中的液态错合金便会流入坩埚筒体止口与坩埚筒体底面之间的间隙中，凝固后将坩埚筒体底面包裹，此时坩埚筒体底面已彻底失效变形。因此，为了解决以上问题，亟待对现有的坩埚的水路进行改进，以提高坩埚的使用寿命。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提出了一种水平坩埚及其水路系统的改进工艺，将本体和托板由纯紫铜或白金材料一体制备而成，增强坩埚整体的牢固程度；且在坩埚筒体其底面设置有凹凸状的波纹结构，提高了坩埚筒体的耐高温性能及使用寿命，降低生产加工成本，从而提高产量。

本发明的水平坩埚，包括本体及安装于本体侧下方的托板；所述本体和托板一体制备而成；所述本体和托板由纯紫铜材料或白金材料一体制备而成，所述本体设置为方体的中空状。

作为优选的实施方案，所述本体包括坩埚法兰及设置于坩埚法兰中间的方形结构的坩埚筒体；所述坩埚法兰与坩埚筒体经氩弧焊焊接一体制成；所述坩埚筒体其底面设置有凹凸状的波纹结构；所述坩埚筒体其纵向截面呈梯形结构。

作为优选的实施方案，所述托板位于坩埚法兰与坩埚筒体之间，所述托板的顶面位于所述坩埚法兰顶面的下端，所述托板的底面位于所述坩埚法兰底面的上端，所述坩埚筒体的底面位于坩埚法兰底面的底端。

一种水平坩埚的水路系统的改进工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一，原料检测，采用超声波探伤处理，对纯紫铜的本体和纯紫铜的托板的制备材料进行表面检测；

步骤二，开设焊接坡口，在本体和托板材料上开设焊接坡口，并对开设的坡口进行清理；

步骤三，卷制，将开设焊接坡口后的本体和托板材料进行卷制处理；

步骤四，对卷制的本体和托板材料进行焊接、校圆、精整处理及射线探伤处理；焊接时将卷制坩埚筒体进行焊接，先进行坩埚筒体内表面的纯紫铜焊接，然后进行坩埚筒体外侧的托板的焊接；

步骤五，预加工，对坩埚筒体及导电的坩埚法兰进行粗加工；

步骤六，对坩埚筒体和坩埚法兰进行焊接，坩埚筒体与坩埚法兰的焊接时，先对坩埚筒体与坩埚法兰进行预热处理，然后进行坩埚法兰表面的纯紫铜面与坩埚筒体内表面纯紫铜面的焊接及热处理；

步骤七，精加工，对焊接好的坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；

步骤八，坩埚性能测试，对坩埚进行水压试验。

一种水平坩埚的水路系统的改进工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一，原料检测，采用超声波探伤处理，对纯白金的本体和纯白金托板的制备材料进行表面检测；

步骤二，开设焊接坡口，在本体和托板材料上开设焊接坡口，并对开设的坡口进行清理；

步骤三，卷制，将开设焊接坡口后的本体和托板材料进行卷制处理；

步骤四，对卷制的本体和托板材料进行焊接、校圆、精整处理及射线探伤处理；焊接时将卷制坩埚筒体进行焊接，先进行坩埚筒体内表面的白金焊接，然后进行坩埚筒体外侧的托板的焊接；

步骤五，预加工，对坩埚筒体及导电的坩埚法兰进行粗加工；

步骤六，对坩埚筒体和坩埚法兰进行焊接，坩埚筒体与坩埚法兰的焊接时，先对坩埚筒体与坩埚法兰进行预热处理，然后进行坩埚法兰表面的白金面与坩埚筒体内表面白金面的焊接及热处理；

步骤七，精加工，对焊接好的坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；

步骤八，坩埚性能测试，对坩埚进行水压试验。

一种水平坩埚的水路系统的改进工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一，原料检测，采用超声波探伤处理，对纯紫铜的本体和纯白金托板的制备材料进行表面检测；

步骤二，开设焊接坡口，在本体和托板材料上开设焊接坡口，并对开设的坡口进行清理；

步骤三，卷制，将开设焊接坡口后的本体和托板材料进行卷制处理；

步骤四，对卷制的本体和托板材料进行焊接、校圆、精整处理及射线探伤处理；焊接时将卷制坩埚筒体进行焊接，先进行坩埚筒体内表面的纯紫铜面焊接，然后进行坩埚筒体外侧的托板的焊接；

步骤五，预加工，对坩埚筒体及导电的坩埚法兰进行粗加工；

步骤六，对坩埚筒体和坩埚法兰进行焊接，坩埚筒体与坩埚法兰的焊接时，先对坩埚筒体与坩埚法兰进行预热处理，然后进行坩埚法兰表面的纯紫铜面与坩埚筒体内表面纯紫铜面的焊接及热处理；

步骤七，精加工，对焊接好的坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；

步骤八，坩埚性能测试，对坩埚进行水压试验。

作为优选的实施方案，还包括对坩埚筒体其底面设有的波纹结构的加工。

本发明与现有技术相比较，本发明的水平坩埚及其水路系统的改进工艺，将本体和托板由纯紫铜或白金材料一体制备而成，增强坩埚整体的牢固程度；且在坩埚筒体其底面设置有凹凸状的波纹结构，提高了坩埚筒体的耐高温性能及使用寿命，降低生产加工成本，从而提高产量。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图。

图2是本发明的仰视结构示意图。

图3是本发明的剖视结构示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明的水平坩埚，包括本体1及安装于本体侧下方的托板2；所述本体1和托板2一体制备而成，所述本体1和托板2由纯紫铜材料或白金材料一体制备而成，所述本体1设置为方体的中空状。

其中，所述本体1包括坩埚法兰11及设置于坩埚法兰中间的方形结构的坩埚筒体12；所述坩埚法兰11与坩埚筒体12经氩弧焊焊接一体制成；所述坩埚筒体12其底面设置有凹凸状的波纹结构13；所述坩埚筒体12其纵向截面呈梯形结构，所述托板2位于坩埚法兰11与坩埚筒体12之间，所述托板2的顶面位于所述坩埚法兰11顶面的下端，所述托板2的底面位于所述坩埚法兰11底面的上端，所述坩埚筒体12的底面位于坩埚法兰11底面的底端。

实施例1：

一种水平坩埚的水路系统的改进工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一，原料检测，采用超声波探伤处理，对纯紫铜的本体和纯紫铜的托板的制备材料进行表面检测；

步骤二，开设焊接坡口，在本体和托板材料上开设焊接坡口，并对开设的坡口进行清理；

步骤三，卷制，将开设焊接坡口后的本体和托板材料进行卷制处理；

步骤四，对卷制的本体和托板材料进行焊接、校圆、精整处理及射线探伤处理；焊接时将卷制坩埚筒体进行焊接，先进行坩埚筒体内表面的纯紫铜焊接，然后进行坩埚筒体外侧的托板的焊接；

步骤五，预加工，对坩埚筒体及导电的坩埚法兰进行粗加工；

步骤六，对坩埚筒体和坩埚法兰进行焊接，坩埚筒体与坩埚法兰的焊接时，先对坩埚筒体与坩埚法兰进行预热处理，然后进行坩埚法兰表面的纯紫铜面与坩埚筒体内表面纯紫铜面的焊接及热处理；

步骤七，精加工，对焊接好的坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；

步骤八，坩埚性能测试，对坩埚进行水压试验。

实施例2：

一种水平坩埚的水路系统的改进工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一，原料检测，采用超声波探伤处理，对纯白金的本体和纯白金托板的制备材料进行表面检测；

步骤二，开设焊接坡口，在本体和托板材料上开设焊接坡口，并对开设的坡口进行清理；

步骤三，卷制，将开设焊接坡口后的本体和托板材料进行卷制处理；

步骤四，对卷制的本体和托板材料进行焊接、校圆、精整处理及射线探伤处理；焊接时将卷制坩埚筒体进行焊接，先进行坩埚筒体内表面的白金焊接，然后进行坩埚筒体外侧的托板的焊接；

步骤五，预加工，对坩埚筒体及导电的坩埚法兰进行粗加工；

步骤六，对坩埚筒体和坩埚法兰进行焊接，坩埚筒体与坩埚法兰的焊接时，先对坩埚筒体与坩埚法兰进行预热处理，然后进行坩埚法兰表面的白金面与坩埚筒体内表面白金面的焊接及热处理；

步骤七，精加工，对焊接好的坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；

步骤八，坩埚性能测试，对坩埚进行水压试验。

实施例3：

一种水平坩埚的水路系统的改进工艺，所述工艺包括以下步骤：

步骤一，原料检测，采用超声波探伤处理，对纯紫铜的本体和纯白金托板的制备材料进行表面检测；

步骤二，开设焊接坡口，在本体和托板材料上开设焊接坡口，并对开设的坡口进行清理；

步骤三，卷制，将开设焊接坡口后的本体和托板材料进行卷制处理；

步骤四，对卷制的本体和托板材料进行焊接、校圆、精整处理及射线探伤处理；焊接时将卷制坩埚筒体进行焊接，先进行坩埚筒体内表面的纯紫铜面焊接，然后进行坩埚筒体外侧的托板的焊接；

步骤五，预加工，对坩埚筒体及导电的坩埚法兰进行粗加工；

步骤六，对坩埚筒体和坩埚法兰进行焊接，坩埚筒体与坩埚法兰的焊接时，先对坩埚筒体与坩埚法兰进行预热处理，然后进行坩埚法兰表面的纯紫铜面与坩埚筒体内表面纯紫铜面的焊接及热处理；

步骤七，精加工，对焊接好的坩埚进行机加工至坩埚要求尺寸；

步骤八，坩埚性能测试，对坩埚进行水压试验。

其中，还包括对坩埚筒体其底面设有的波纹结构的加工。

本发明的水平坩埚及其水路系统的改进工艺，坩埚筒体其底面上部与炙热的铸锭相接触，下部与冷却水接触，使坩埚筒体底部至上部产生温差，生成垂直向上的热应力，从而产生垂直向上的形变，在坩埚筒体其底面设置有凹凸状的波纹结构，能够有效分散热应力，减少应力对坩埚筒体其底部收缩变形程度；热应力通过坩埚筒体侧壁传递到坩埚法兰和托板上，将本体和托板由纯紫铜或白金材料一体制备而成，增强坩埚整体的牢固程度；且在坩埚筒体其底面设置有凹凸状的波纹结构，提高了坩埚筒体的耐高温性能及使用寿命，降低生产加工成本，从而提高产量。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。