[发明专利]一种紫铜水冷盘及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明属于冷却设备领域，尤其涉及一种紫铜水冷盘及其制造工艺。 

背景技术

在单晶硅的生产过程中，单晶硅生长炉是处在一个很高的温度下的，而为了维持温度处在合适的范围来保证单晶硅的顺利生产，需要给单晶硅生长炉设置水冷装置。目前的单晶硅生长炉冷却装置，主要是利用不锈钢材料焊接成带水冷管路的盘体，并将其置于单晶硅生长炉之下，在水冷管路中不断通冷却水，从而实现冷却和控温。然而，在生产过程中，单晶硅会溅到盘体上，高温的单晶硅与不锈钢发生反应，立即击穿盘体，造成水冷装置损坏，而为了避免击穿，考虑采用紫铜来制造盘体。但是，紫铜是极难焊接的，即使焊接了，其焊接处的机械性能也较差，而水冷盘是需要承重抗压的，焊接后的机械性能不能达到标准，就导致紫铜水冷盘无法顺利进行生产、使用了。

参见中国专利文献上公开的“汽车轮毂铸造模具冷却系统的下模水冷盘”，其公告号为CN202639298U，该申请案公开了一种汽车轮毂铸造模具冷却系统的下模水冷盘，所述水冷盘为圆环托盘，在该圆环托盘上平面同轴间隔制有多个环形凹槽，在每一环形凹槽内制有一截流凸缘，在截流凸缘两侧的环形凹槽内分别制有一个进水通孔和一个排水通孔。该申请案不足之处在于，若将其用紫铜制作，用于单晶硅生长炉的冷却，仍不能解决因紫铜焊接性能很差而导致焊接处机械性能差、不牢靠，使用时承重能力差、极易损坏、漏水，从而也无法保证使用时的密封性等问题。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术紫铜水冷盘因焊接性能差导致难以较好的连接，或是即使连接密合了，也因焊接处机械性能差而导致易损坏、不能保证密封性的问题，提供了一种连接强度高，连接后承重能力强，整体结构稳定，能保证密封性的紫铜水冷盘及其制造工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种紫铜水冷盘，包括水冷盘体，所述的水冷盘体包括上盘体、与上盘体对应的下盘体，进水口、出水口，所述的上盘体上表面为冷却接触面，所述的水冷盘体内设有曲折的通水管路，所述的通水管路连通进水口、出水口，所述的下盘体的边壁上设有凹槽，所述的上盘体的边壁上设有与凹槽对应的通槽，所述的通槽贯穿上盘体上、下表面，所述的通槽、凹槽通过浇入其中的金属液冷凝后形成的熔合连接块互相连接，所述的上盘体、下盘体之间也通过熔合连接块与外界隔绝密封。

作为优选，所述的上盘体、下盘体还包括中板、若干与边壁等高的挡水板，所述的挡水板将上盘体、下盘体内分割成若干个通水槽，所述的挡水板一端与边壁或中板相连，另一端与边壁或中板之间形成通水间隙，所述的通水槽、通水间隙共同形成一通水槽路，上盘体内的通水槽路、下盘体内的通水槽路共同构成通水管路。

一种紫铜水冷盘制造工艺，适用于单晶硅生长炉用紫铜水冷盘的生产制造，其包括下列步骤：

a.    利用铸造工艺，用紫铜铸出互相对应的上盘体、下盘体，上盘体、下盘体内均具有由中板、挡水板、边壁所形成的通水槽路，并开设进水口、出水口。

b.    在上盘体上的所有中板、挡水板、边壁上开设通槽，在下盘体的所有中板、挡水板、边壁上开设与通槽对应的凹槽，将上盘体与下盘体对接放置，其内的通水槽路也互相对接，形成通水管路，通槽与凹槽对接形成熔合连接腔。

c.    往熔合连接腔内浇入1200至1300℃的铜水，使熔合连接腔表面的固态铜熔融，随后与浇入的铜水一起冷却凝固，形成熔合连接块，从而将上盘体、下盘体连接在一起，并隔断了与外界之间的连通，达到密封。

作为优选，在步骤b与步骤c之间，可增加一预热步骤d:对开设好通槽、凹槽并对接放置好的上盘体、下盘体进行加热，维持上盘体、下盘体的温度在700至900℃范围内。铜的导热能力强，因此散热也快，上盘体、下盘体经过预热，铜水在浇入熔合连接腔时，就不会太快凝固，可使熔合连接腔内表面得到充分的熔融时间，从而能够良好地进行连接结合。