[发明专利]合成金刚石用加热元件的加热管的制作方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种金刚石合成用加热件，确切地说是一种合成金刚石用加热元件的加热管的制作方法。

背景技术

人造金刚石是在高温高压下合成的，合成设备主要是六面顶压机。合成所需高温采用向合成块中的加热元件通电加热的方式间接加热。目前的间接加热方式的合成块为合成芯住外围套钢杯，钢杯外围涂覆绝缘层，绝缘层外围套加热元件。目前现有的加热元件为加热管和加热片，材质为石墨板材。该加热元件的电阻较低，壁厚较厚，因此电能利用率低，合成腔体小，影响合成产量。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种合成金刚石用加热元件的加热管的制作方法。

所述的合成金刚石用加热元件的加热管的制作方法为： ①将铬金属置入80℃溴酸钾溶液中，超声波振动1分钟，再用蒸馏水冲洗2分钟，烘干，得到纯化的铬金属； ②按下述重量百分比取原料：纯化的铬金属10-22%，钼金属3-8%，钛金属2-5%，余量为铁金属； ③将钼金属、钛金属、铁金属和纯化的铬金属加入冶炼炉中熔炼，得到毛坯，将毛坯锻压为合金金属带； ④将将步骤③制备合金金属带剪切，剪切后的金属带的长度与制备成型的加热管的周长相同；使用金属清洗剂对合金金属带表面进行清洗；将合金金属带焊接成管状； ⑤管状的金属带在置入烧结淬火一体炉内进行氢气气氛烧结1小时，再进行风冷淬火处理，得到加热管。

步骤⑤制备的加热管置入浓硝酸20s，取出后擦拭干净。

本发明的优点在于：本发明所述的加热元件电阻为1.9-2.6uΩ·  m（20℃），因此电能利用率高；壁厚薄，最薄能够达到0.02mm，能够增加合成腔体的体积，增加产量；本发明所述的加热元件的壁厚可以更薄，经试验检测，壁厚为0.04mm条件下电阻值最高，电能利用率最佳。加热管整体强度高、导热性好，与其他合金的加热管相比，经过处理的铬金属带不再有氧化的三氧化二铬的杂质，合金中杂质少、纯度高，导热效果好；钛与钼之间具有固溶强化作用，低温状态下塑形高，便于加工成形；钼能够增加导热性和低的膨胀系数，在高温下（1100～1650℃）有高的强度。

具体实施方式

合成金刚石用加热元件的加热管的制作方法为： ①将铬金属置入80℃溴酸钾溶液中，超声波振动1分钟，再用蒸馏水冲洗2分钟，烘干，得到纯化的铬金属；铬金属的表面在空气中氧化形成三氧化二铬，经过该步骤处理后，三氧化二铬溶于溴酸钾溶液中，避免加热管中含有三氧化二铬，影响加热管的质量，提高合金的纯度，避免因杂质产生进一步氧化破坏加热管的强度，增加加热管的寿命；超声波振动能够加快三氧化二铬的溶解速度，减少该步骤的时间，增加效率；蒸馏水冲洗保持铬金属表面清洁，去除残留在表面的溴酸钾。 ②按下述重量百分比取原料：纯化的铬金属10-22%，钼金属3-8%，钛金属2-5%，余量为铁金属； ③将钼金属、钛金属、铁金属和步骤②制备的纯化的铬金属加入冶炼炉中熔炼，得到毛坯，将毛坯锻压为合金金属带。经过熔炼和锻压后，各金属有效分散，保持合金金属带各个部位的稳定性和一致性。 ④将将步骤③制备合金金属带剪切，剪切后的金属带的长度与制备成型的加热管的周长相同；使用金属清洗剂对合金金属带表面进行清洗；清洗后将合金金属带表面的杂质去除，避免下一步焊接过程中合金金属带表面的杂质影响焊接的质量，提高焊接质量；将合金金属带焊接成管状； ⑤管状的金属带在置入烧结淬火一体炉内进行氢气气氛烧结1小时，再进行风冷淬火处理，得到加热管。在氢气气氛中进行烧结，能够将残留的氧化物进行还原，提高加热管的纯度，提高电阻；风冷淬火能够对合金进行一次改性，进一步将电阻值提高10%，增加电能利用率。 步骤⑤制备的加热管置入浓硝酸20s，取出后擦拭干净。金属管表面在浓硝酸中迅速钝化，表面产生一层保护膜，避免金属管长期在空气中被氧化，提高金属管的寿命。

本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。