[发明专利]一种碳碳坩埚及制造方法及感应加热炉

说明书

本发明公开了一种碳碳坩埚及制造方法及感应加热炉，选用双向碳纤维布，使其经线与坩埚轴线平行，纬线与坩埚轴线垂直布置，双向碳纤维布经缠绕制成预制件；再依次进行化学气相渗透，时效处理，气相沉积致密，之后再进行纯化，获得碳碳坩埚。本发明的碳碳坩埚制造方法具有能够实现原材料利用率高，可以制造大直径整体式或分体式碳碳坩埚。由该方法制造的碳碳坩埚具有结构强度高、耐腐蚀、使用寿命长且易于制造的优点。本发明的感应加热炉由于具有本发明的碳碳坩埚，也具备该碳碳坩埚所具备的优点。

技术领域

本发明涉及感应加热炉技术领域，具体涉及一种碳碳坩埚及制造方法及感应加热炉。

背景技术

在金属冶炼或热处理工艺中，石墨坩埚具有耐高温、导热性强、抗腐蚀性好，使用寿命长等特点。在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急冷、急热具有一定抗应变性能。对酸性、碱性溶液抗蚀性较强，具有优良的化学稳定性，在熔炼过程中不参与任何化学反应。石墨坩埚内壁平滑，被熔化的金属液体不易渗漏和粘附在坩埚内壁，使金属液体有良好的流动性和浇铸性，适用于各种不同模具浇铸成型。由于石墨坩埚具有以上优良特性，被广泛应用。

然而，因为石墨具有一定的脆性，无法制作较大直径的石墨坩埚。在现有石墨坩埚制备工艺中，石墨坩埚通常采用多段实心石墨块掏制成圆筒或方框，再拼接成石墨坩埚，这样做不仅导致石墨的利用率很低，而且无法对拼接缝进行密封处理，容易造成泄漏。并且，当拼接口烧损到石墨坩埚壁厚的一半，该石墨坩埚就不能再使用，导致石墨坩埚的使用寿命不长。拼接式石墨坩埚对于装配工艺要求较高，增加石墨坩埚的生产难度。在卧式感应加热炉中，拼接式石墨坩埚整体性强度差，增加了保温材料的支撑难度，烧制大型件时，石墨坩埚连接处一旦出现错位，将容易使产品报废。

因此，如何提供一种碳碳坩埚及制造方法及感应加热炉，其能够实现结构强度高、减少原材料浪费、适于制造大直径坩埚、耐腐蚀、使用寿命长并且易于制造，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能够实现原材料利用率高，并且可以制造大直径碳碳坩埚的制造方法，由该方法制造的碳碳坩埚具有结构强度高、耐腐蚀、使用寿命长、易于制造的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种碳碳坩埚的制造方法，包括以下步骤：

S1：预制，选用双向碳纤维布，使其经线与坩埚轴线平行，纬线与坩埚轴线垂直布置，双向碳纤维布经缠绕制成预制件；

S2：CVI渗透，将预制件置入气相渗透炉，进行化学气相渗透，渗透结束后，通入保护气体，降温后，开炉取出渗透件；

S3：时效处理，将渗透件置于室温进行时效处理，获得时效件；

S4：CVD致密，将时效件置入气相沉积炉，进行化学气相沉积，沉积结束后，通入保护气体，降温后，开炉取出致密件；

S5：纯化，将致密件置入纯化炉，进行高温纯化，降温后取出。

上述的碳碳坩埚的制造方法，优选的，所述双向碳纤维布为平纹碳纤维布。

上述的碳碳坩埚的制造方法，优选的，所述化学气相渗透处理温度为1000-1200℃，时间为6-10h。

上述的碳碳坩埚的制造方法，优选的，所述时效处理时间不少于4天。

上述的碳碳坩埚的制造方法，优选的，所述化学气相沉积处理温度为1000-1200℃，时间为6-8h。

上述的碳碳坩埚的制造方法，优选的，获得所述致密件后，对致密件进行沉积膜厚度检测，当沉积膜厚度小于20μm时，重复步骤S4，当沉积膜厚度大于20μm时，执行步骤S5。