铱坩埚加工厂商谈:铱埚加工、开裂、用途

管理员 铱回收 2022-09-11 17:22:17 1019

铱坩埚用途:铱坩埚可用于生长难熔氧化物晶体,该坩埚能在2100~2200摄氏度工作几千小时,是重要的贵金属器皿材料。铱的高温抗氧化性和热电性能使铱/铱铑热电偶成为惟一能在大气中测量达2100摄氏度高温的贵金属测温材料;铱坩埚可用作放射性热源的容器材料;

铱坩埚对晶体生长来说是一个非常重要的因素,它在晶体生长过程中不仅是一个装盛熔体的容器,而且由于生长晶体所采用的加热方式是中(高)频感应加热,坩埚本身就是一个发热体,因此,坩埚的加工将直接影响到晶体生长的温场,从而影响到最终的晶体生长质量。本研究小组在铱坩埚加工装置及工艺上进行创新,解决了传统铱坩埚浇铸中出现的坩埚壁厚不均匀、内部有气泡、夹层及成型不易控制等关键难题;而且在铱金损耗方面远远低于轧板法铱金加成型工艺,大大降低了铱坩埚的加工成本。

铱坩埚激光修复过程中,基本原则为最外层的熔覆层的高度大于所说损伤部位未损伤前的高度,也就是说,最外层的熔覆层表层凸出于损伤部位的坑槽顶部的表层。针对水平待修复面,按照上面所说“U”型沟状缺陷的再加工扫描路径,逐层堆积,熔凝后能够恢复坩埚的形状和尺寸即可。针对体积损伤,以“U”状掉块型缺陷为例,按照上面所说的扫描路径,逐层堆积填充,熔凝后能够恢复坩埚的形状和尺寸即可。优选的,堆积层数在1至3层。堆积层数低,能够有效避免因热积累导致开裂。

具体的,去应力退火热处理可以有效消除损伤部位激光加工后的残余应力,减少变形和裂纹倾向。实验人经过多次工艺试验后,确定退火温度为1500至1550摄氏度,保温时间为20分钟,冷却方式为炉冷至200摄氏度后空冷即可。

再加工件去应力退火后。通过铣削和手工打磨结合的方式,恢复坩埚的表层光洁度,表层处理后的铱坩埚表层要求粗糙度小于等于Ra1.6μm。切削的残留物全部回收再利用。

完成铱坩埚表层处理后,还需进行一次低于退火热处理温度的保温过程,其目的是消除激光加工和机械加工后坩埚表层的氧化物。热处理温度设定为1200至1250摄氏度,保温时间为60分钟,冷却方式为随炉冷至200摄氏度后空冷。

出厂后存在裂纹等缺陷的铱坩埚经过激光再加工后,标记为实施例1;坩埚经过长时间使用后发生失效,使用激光再加工方法后,标记为实施例2;对比例为出厂后无缺陷产品,未经过激光再加工处理,三类样本的平均产品寿命如下表所示。

本申请所提供的一种铱坩埚的再加工方法,修复铱坩埚的产品缺陷,提高产品良品率和产品寿命;并且解决了失效铱坩埚的再加工难题,可以有效解决裂纹、掉块及组织粗大疲劳层等问题。且激光熔覆能量密度高,是目前最适合高熔点难熔金属的增材成型和再加工的成形技术;激光再加工修复后基体与熔覆层为完全冶金结合,结合力强且界面组织可调控;激光熔覆再加工技术形成的熔池尺寸小,加工效率高;激光熔覆加工柔性高,能够针对各种尺寸、形状的待加工平面进行增材过程。

显然,上面所说实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上面所说说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出开裂的显而易见的变化或变动仍处于本工艺创造的保护范围之中。

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