[发明专利]大尺寸异形薄壁钼坩埚、其制造方法及专用热压炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钼坩埚下降法蓝宝石生长用大尺寸异形薄壁钼坩埚的制造方法及专用热压炉。

背景技术

现有钼坩埚下降法蓝宝石生长用钼坩埚主要由圆柱形埚筒、圆锥形埚底和圆柱形籽晶管三部分组成，其中的关键部件是形状特殊的埚底，其质量直接关系到钼坩埚的整体质量水平。现有钼坩埚的制作方法主要有两种，粉末冶金热压成形和钼板焊接。用粉末冶金热压成形法制作钼坩埚，需要高精度的专用模具，造成钼坩埚制作成本高，制造周期长，而且所成形的钼坩埚壁较厚，整体笨重，不易搬动。而采用钼板焊接制作钼坩埚，其埚底是用冷压技术制作的，由于钼材料属于硬脆材料，在低温下延展性不好，所制作的埚底有以下缺点：1、加工成的钼坩埚尺寸较小，不能满足大尺寸蓝宝石晶体生长的需要2、表面质量不好，有较明显的折痕，造成钼坩埚整体质量较低，漏埚率较高3、工序环节多，需要7、8次压制才能最终成形，效率低下。

发明内容

本发明的再一目的是：提供一种大尺寸异形薄壁钼坩埚的制造方法。

本发明的另一目的是：提供一种实现大尺寸异形薄壁钼坩埚的制造方法的专用热压炉。

本发明的目的是通过实施下述技术方案來实现的：

一种大尺寸异形薄壁钼坩埚的制造方法，分别制造圆柱形埚筒、圆锥形埚底和圆柱形籽晶管，所述埚筒直径：100-170mm，埚筒高度：160--250mm，埚底壁厚：1-3mm，埚底锥底的夹角：60-130度，将圆柱形埚筒、圆锥形埚底和圆柱形籽晶管三部分用专用焊接装置焊接成钼坩埚，其特征在于：埚底的制造方法包括如下步骤：

(1)将钼圆片放置于热压炉成型模具的圆锥形模腔内，抽真空至-0.05MPa，然后充保护气氛至0.05MPa，升温至1000～1700℃；

(2)启动与成型模具的上模或下模固连的顶升装置，将其与固定不动的下模或上模闭合热压，移动行程20-28mm；

(3)关闭电源，8小时后打开炉门冷却至室温，将钼圆片一次成型为薄壁中空的外形为圆锥形状的钼埚底，埚底壁厚为：1-3mm，埚底锥底的夹角为：60-130度。

(4)完全冷却后，取出所制备的圆锥形埚底。

一种大尺寸异形薄壁钼坩埚的制造方法，分别制造圆柱形埚筒、圆锥形埚底和圆柱形籽晶管，所述埚筒直径：100-170mm，埚筒高度：160--250mm，埚底壁厚：1-3mm，埚底锥底的夹角：60-130度，将所述圆柱形埚筒、圆锥形埚底和圆柱形籽晶管三部分用专用焊接装置焊接成钼坩埚，其特征在于：埚底的制造方法包括如下步骤：

(1)将钼圆片放置于热压炉一次成型模具的圆台形模腔内，抽真空至-0.05MPa，然后充保护气氛至0.05MPa，升温至1000～1700℃；

(2)启动与一次成型模具的上模或下模固连的顶升装置，将其与固定不动的下模或上模闭合热压，移动行程10-18mm；

(3)关闭电源，8小时后打开炉门冷却至室温，将钼圆片一次成型为钼圆台半成品；

(4)将热压炉内的模具更换成二次成型模具，将一次成型制备的钼圆台半成品放置在二次成型模具的圆锥形模腔内，抽真空至-0.05MPa，然后充保护气氛至0.05MPa，升温至1000～1700℃；

(5)启动与上模或下模固连的顶升装置，将其与固定不动的下模或上模闭合热压，移动行程20-28mm；

(6)关闭电源，8小时后打开炉门冷却至室温，将钼圆台半成品二次成型为薄壁中空的外形为圆锥形状的钼埚底，埚底壁厚为：1-3mm，埚底锥底的夹角为：60-130度。

(7)完全冷却后，取出所制备的圆锥形埚底。

所述埚底壁厚还可以是1-2mm。

本发明还涉及制造大尺寸异形薄壁钼坩埚方法的专用热压炉，包括炉膛和保温装置以及保护气氛充气系统，其特征在于，还包括由上模和下模组成的成型模具，所述上模或下模与顶升装置连接，对应的下模或上模与顶压装置相对应或连接，所述上模或下模工作面为内凹的圆锥形，下模或上模工作面为与对应的上模或下模形状相适配的外凸的圆锥形，上模和下模形成圆锥形的模腔。