一种卧式钨棒中频烧结装置的制作方法

本技术涉及钨合金处理，特别涉及一种卧室钨棒中频烧结装置。

背景技术：

1、随着光伏领域的快速发展，对硅片的需求量急剧上升。目前，多采用碳钢切割丝对硅片进行切割，提升硅片利用率，对硅片的厚度和利用率有了更高要求，要求硅片更薄、单支硅锭切割的硅片更多，进而对切割丝提出了丝径更细、强度更高的要求。

2、但由于碳钢丝强度有限(丝径0.035mm时，拉断力为4n，切割要求为≥5n)，切割丝线径一般是≥0.045mm，更小线径其拉断力无法满足切割要求，严重制约了薄硅片的切割，且由于丝径较粗，硅锭的利用率无法进一步提升。

3、钨合金丝具有高强度(丝径0.035mm时，钨合金丝拉断力≥5n)、塑性变形能力好(可加工至[0.020,0.030]mm)等特点，是作为基体替代碳钢切割丝的理想材料，但对于切割丝，不仅要求高的强度指标，还要确保单丝长度不低于5万米，硅片切割丝的指标对钨合金丝坯料提出更高要求，钨合金丝坯料烧结弯曲，导致在后道轧制加工过程中产生严重的应力集中，直接导致钨合金丝加工过程中的断线和线材强度不稳定；如果通过增加矫直工序来矫直弯曲钨条，同样会产生局部的应力集中，进而影响后续加工的断线率。

4、上述问题将导致无法获得长度一定、性能稳定的高性能钨合金丝线材，严重影响了钨合金丝在光伏、半导体等硅片切割领域内的应用。因而，提高烧结钨条的直线度、减少烧结过程中的弯曲程度、稳定坯料组分及性能是高强度钨合金丝加工中亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种卧式钨棒中频烧结装置，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、本技术提供一种卧式钨棒中频烧结装置，包括：炉体、支撑单元、烧结单元和保护单元；所述炉体为中空的环形密闭腔体结构，包括：冷却腔体和安装腔体，所述冷却腔体位于所述安装腔体的外围，所述冷却腔体内通入循环冷却液，所述安装腔体内安装所述烧结单元；

4、所述烧结单元包括：下氧化铝保温层、下氧化锆保温层、钨底板、钨侧板、侧氧化锆保温层、侧氧化铝保温层、加热线圈、钨顶板、上氧化锆保温层、上氧化铝保温层；所述下氧化铝保温层座落于所述安装腔体的底面，所述下氧化锆保温层座落于所述下氧化铝保温层的顶面，所述钨底板座落于所述下氧化锆保温层的顶面，所述钨侧板的下端座落于所述钨底板的顶面；

5、所述侧氧化锆保温层包覆于所述钨侧板的外侧，下端座落于所述下氧化锆保温层的顶面，且与所述钨底板阶梯状密封；所述侧氧化铝保温层包覆于所述侧氧化锆保温层的外侧，下端座落于所述下氧化铝保温层的顶面，且与所述下氧化锆保温层阶梯状密封；所述钨顶板与所述钨侧板的顶面阶梯状密封，所述上氧化锆保温层座落于所述钨顶板的顶面，且与所述侧氧化锆保温层的顶面阶梯状密封，所述上氧化铝保温层座落于所述上氧化锆保温层的顶面，且与所述侧氧化铝保温层的顶面阶梯状密封；

6、所述加热线圈螺旋环绕于所述侧氧化铝保温层的外侧，并通过水冷铜排与igbt中频电源连接；

7、所述支撑单元包括：钨条层、钨立柱和钨支撑条；所述钨条层座落于所述钨底板的顶面，且所述钨条层包括交错布置的多层钨条；所述钨立柱有多个，多个所述钨立柱的下端穿过交错布置的多层所述钨条后座落于所述钨底板的顶面，且多个所述钨立柱呈矩阵排布；所述钨支撑条有多个，多个所述钨支撑条分别沿水平方向、高度方向并列均布有多层；

8、所述保护单元通过进气管道向所述烧结单元内通入保护气体，其中，所述保护气体由所述烧结单元的底部向上蔓延流动。

9、优选的，所述炉体为分体式结构，包括下部主体和上部端盖，所述下部主体和所述上部端盖之间通过氟橡胶密封环密封，且所述下部主体和所述上部端盖上分别设有所述冷却腔体。

10、优选的，所述炉体的侧面设置有真空抽气口、排气口、爆破口。

11、优选的，所述进气管道由所述炉体的底部依次贯穿所述炉体、所述下氧化铝保温层、所述下氧化锆保温层、所述钨底板；且所述进气管道有多个，多个所述进气管道均布。

12、优选的，所述炉体的顶端设置有测温孔，所述测温孔中安装有耐温玻璃，所述上氧化铝保温层、所述上氧化锆保温层和所述钨顶板上均设置有与所述测温孔正对的通孔；对应的，所述炉体的顶端安装有红外测温单元，所述红外测温单元的测温探头正对所述测温孔。

13、优选的，所述炉体的侧壁还安装有热电偶，所述热电偶的端部依次贯穿所述炉体、所述侧氧化铝保温层、所述侧氧化锆保温层后，与所述侧钨板相接。

14、优选的，所述钨立柱上沿高度方向并列均布多个安装凹槽，所述安装凹槽贯穿所述钨立柱，所述安装凹槽的底面为半圆弧状，且由所述安装凹槽的开口向所述安装凹槽的底面逐渐向下倾斜。

15、优选的，所述钨侧板上设置有与所述安装凹槽相对应的安装盲孔。

16、优选的，所述钨支撑条上沿轴向并列均布多个放置凹槽。

17、优选的，还包括：送料盒，所述送料盒的顶面并列均布多个弧形凹槽，且相邻两个所述弧形凹槽的间距与相邻两个所述放置凹槽的间距相等。

18、有益效果：

19、本技术实施例提供的卧式钨棒中频烧结装置中，炉体为中空的环形密闭腔体结构，包括冷却腔体和安装腔体，冷却腔体位于安装腔体的外侧，且冷却腔体内通入有循环冷却液，在安装腔体内安装烧结单元。烧结单元包括：下氧化铝保温层、下氧化锆保温层、钨底板、钨侧、侧氧化锆保温层、侧氧化铝保温层、加热线圈、钨顶板、上氧化锆保温层、上氧化铝保温层；其中，下氧化铝保温层座落于安装腔体的底面，下氧化锆保温层座落于下氧化铝保温层的顶面，钨底板座落于下氧化锆保温层的顶面，钨侧板的下端座落于钨底板的顶面；侧氧化锆保温层包覆于钨侧板的外侧，下端座落于下氧化锆保温层的顶面，且与钨底板阶梯状密封；侧氧化铝保温层包覆于侧氧化锆保温层的外侧，下端座落于下氧化铝保温层的顶面，且与下氧化锆保温层阶梯状密封；钨顶板与钨侧板的顶面阶梯状密封，上氧化锆保温层座落于钨顶板的顶面，且与侧氧化锆保温层的顶面阶梯状密封，上氧化铝保温层座落于上氧化锆保温层的顶面，且与侧氧化铝保温层的顶面阶梯状密封；加热线圈螺旋环绕于侧氧化铝保温层的外侧，并通过水冷铜排与igbt中频电源连接。

20、支撑单元包括钨条层、钨立柱和钨支撑条，钨条层座落于钨底板的顶面，且钨条层包括交错布置的多层钨条，钨立柱有多个，多个钨立柱的下端穿过交错布置的多层钨条后座落于钨条层的顶面，且多个钨立柱呈矩阵排布；钨支撑条有多个，多个钨支撑条分别沿水平方向、高度方向并列均布有多层；保护单元通过进气管道向烧结单元内通入保护气体，且保护气体在烧结单元内由底部向上蔓延流动。

21、籍此，通过钨支撑条对钨棒进行支撑，有效消除制备钨合金丝用钨条时，钨棒烧结弯曲的缺陷，保护单元通入的保护气体在烧结单元内由底部向上蔓延流动，由与igbt中频电源连接的加热线圈产生的涡流对钨棒进行加热，使加热均匀分散，有效确保烧结单元内温区的均匀性，保证钨棒烧结过程中成分/组织结构均匀、密度均匀；同时，分别沿水平方向、高度方向并列均布的多层钨支撑条，大幅度的提升了钨棒的一次装炉量，使同炉烧结的钨棒具有一致的均匀性，极大的提高了钨棒的加热效率，为高强度钨合金丝的后续加工提供了良好的坯料，减少了材料损耗，提高了生产效率。